Efikasi Vaksin Baru yang Diinaktivasi untuk Chlamydophila felis pada
Kucing yang Terinfeksi Secara Eksperimental
ABSTRAK
Vaksin Chlamydophila
felis baru yang diinaktivasi dan diberi adjuvan telah dikembangkan,
dan efikasinya pada kucing dibandingkan dengan vaksin inaktivasi dan vaksin
hidup yang tersedia secara komersial. Dua vaksin komersial memberikan kekebalan
yang tidak memadai pada kucing yang diinokulasi, seperti yang dievaluasi
melalui produksi antibodi dan uji tantangan, sedangkan kucing yang diberi
vaksin baru menghasilkan antibodi dengan titer tinggi dan memperoleh kekebalan
yang cukup. Kucing yang diimunisasi dengan vaksin baru menunjukkan tanda klinis
yang ringan atau bahkan tidak ada, dan tidak ditemukan chlamydiae
dalam sampel jaringan mereka setelah paparan strain virulen C. felis.
Namun, mereka mengeluarkan chlamydiae dalam sekresi hidung dan konjungtiva
setelah uji tantangan, sama seperti kucing yang diimunisasi dengan vaksin
komersial maupun kelompok kontrol tanpa vaksinasi. Vaksin yang baru
dikembangkan ini tidak menimbulkan reaksi merugikan pada kucing yang
diinokulasi. Temuan ini menunjukkan bahwa vaksin baru yang disiapkan di sini
menjanjikan untuk digunakan secara praktis dalam mengendalikan infeksi C. felis
pada kucing.
PENDAHULUAN
Chlamydophila felis (C. felis) adalah mikroorganisme intraseluler obligat
yang menyebabkan konjungtivitis akut dan kronis serta pneumonia pada kucing
(1). C.
felis pertama kali diisolasi dari paru-paru kucing dengan pneumonia
alami di Amerika Serikat pada tahun 1942 (2). Sejak saat itu, keberadaan
infeksi C.
felis pada kucing dengan gejala mata atau saluran pernapasan atas
telah dilaporkan di berbagai negara, termasuk Inggris (3), Australia (4), Swiss
(5), Jerman (6), Italia (7), Swedia (8), Kanada (9), Selandia Baru (10), dan
Jepang (11, 12).
Penggunaan vaksin C. felis yang efektif pada kucing sangat diharapkan
dan disarankan untuk mencegah infeksi pada populasi kucing. Beberapa vaksin
inaktivasi dan vaksin hidup yang dimodifikasi telah dikembangkan dan digunakan
untuk melindungi kucing dari infeksi C. felis. Namun, hanya beberapa laporan yang membahas
efikasi vaksin C.
felis pada kucing (13–15).
Dalam studi ini, kami mengembangkan vaksin C. felis
baru yang diinaktivasi dan diberi adjuvan, serta membandingkan efikasinya pada
kucing dengan vaksin inaktivasi dan vaksin hidup yang dimodifikasi yang
tersedia secara komersial.
BAHAN DAN METODE
Vaksin
Vaksin eksperimental ini diproduksi menggunakan sel L
yang berasal dari fibroblas tikus (diberikan oleh Universitas Gifu, Jepang) dan
strain Fe/C-P8 dari C. felis yang diisolasi dari kucing dengan gejala
bersin dan konjungtivitis di Jepang pada tahun 1999 (16). Secara singkat,
kultur sel L dalam bentuk suspensi diinokulasi dengan strain Fe/C-P8 dan
diinkubasi pada suhu 37°C selama 5 hari. Kultur sel L yang terinfeksi
dibekukan-cairkan sekali, kemudian disentrifugasi (1000×g, 10 menit, 4°C).
Supernatan diambil dan disentrifugasi kembali (9000×g, 1 jam, 4°C). Pelet yang
dihasilkan disuspensikan dalam PBS (phosphate-buffered saline) dengan volume
1/100, dicampur dengan formalin hingga konsentrasi akhir 0,1%, dan diinkubasi
pada suhu 37°C selama 2 hari untuk menginaktivasi chlamydiae hidup.
Kemudian, preparat yang diinaktivasi ini dicampur dengan adjuvan minyak dengan
rasio 3:7 untuk membuat produk akhir. Adjuvan minyak yang digunakan adalah
ISA-70 (Seppic SA, Prancis). Jumlah chlamydiae dalam produk vaksin akhir diperkirakan
sebesar 108.2 ELD50 (50% dosis letal embrio)/dosis
berdasarkan uji inokulasi kantung kuning telur.
Vaksin komersial yang digunakan untuk perbandingan adalah
dua vaksin kombinasi kucing (herpesvirus kucing-1, calicivirus kucing, virus
panleukopenia kucing, virus leukemia kucing (FeLV), dan C. felis) yang berlisensi di Amerika Serikat. Satu
vaksin berupa vaksin inaktivasi dengan adjuvan, yaitu Fel-O-Vax Lv-K IV (Fort
Dodge Laboratories, AS). Vaksin lainnya adalah vaksin hidup yang dimodifikasi,
yaitu Eclipse 4+FeLV (Intervet Schering–Plough Animal Health, AS). Sayangnya,
informasi tentang jumlah antigen C. felis atau formulasi adjuvan pada vaksin inaktivasi
komersial tidak tersedia. Namun, vaksin hidup komersial mengandung 103.5
ELD50/dosis C. felis berdasarkan uji inokulasi kantung kuning
telur kami.
Hewan Eksperimental
Kucing bebas patogen spesifik (SPF) berusia 3–4 bulan,
terdiri atas 12 jantan dan 12 betina, digunakan. Percobaan dilakukan sesuai
dengan pedoman institusional untuk eksperimen hewan. Status SPF kucing
diverifikasi sebagaimana dijelaskan sebelumnya (17).
Desain Eksperimental
Kucing dibagi secara acak menjadi empat kelompok: A, B,
C, dan D. Kelompok A dan D masing-masing berisi tujuh kucing, sedangkan
kelompok B dan C masing-masing terdiri atas lima kucing. Kucing dalam kelompok
A, B, dan C diinokulasi secara subkutan sebanyak dua kali (pertama di atas bahu
kanan dan tiga minggu kemudian di atas bahu kiri) dengan 1 ml vaksin yang
dikembangkan dalam studi ini, Fel-O-Vax Lv-K IV, dan Eclipse 4+FeLV, secara
berurutan. Tujuh kucing yang tersisa dalam kelompok D bertindak sebagai kontrol
tanpa vaksinasi dan diberikan 1 ml PBS dua kali sebagai pengganti vaksin.
Semua kucing dipalpasi setiap hari pada lokasi inokulasi
dan area sekitarnya selama 21 hari setelah vaksinasi pertama dan kedua. Pada
hari ke-21 setelah vaksinasi kedua, semua kucing, termasuk kontrol tanpa
vaksinasi, diberikan tantangan paparan 25 μl tetesan yang mengandung 103.0
ELD50 strain B166 C. felis virulen yang dikembangbiakkan di kantung
kuning telur (18) melalui rute nasal dan okular.
Tanda klinis pada mata diamati setiap hari dan diberi
skor selama 21 hari setelah tantangan sebagaimana dijelaskan sebelumnya (17),
dan rata-rata skor klinis mata pada setiap kelompok dianalisis menggunakan uji
Mann–Whitney. Nilai P<0,05 dianggap signifikan secara statistik. Suhu rektal
juga dicatat setiap hari selama 21 hari setelah tantangan.
Swab konjungtiva dan hidung dikumpulkan dari semua kucing
pada hari setelah tantangan (PCD) 1, 3, 5, 7, 14, dan 21. Sampel darah juga
diambil pada PCD 7, 14, dan 21. Semua sampel ini diuji untuk keberadaan chlamydiae
menggunakan metode inokulasi kantung kuning telur sebagaimana dijelaskan
sebelumnya (17). Serum kucing dikumpulkan secara berkala dan diuji untuk
antibodi anti-chlamydial
menggunakan tes mikro-imunofluoresensi tidak langsung (MIF) berdasarkan metode
yang dilaporkan oleh Pudjiatmoko (19). Semua kucing dikorbankan dan diautopsi
pada PCD 21. Jaringan tertentu (paru-paru, tonsil, hati, limpa, dan ginjal)
dikumpulkan, dihomogenkan menjadi suspensi 20% dengan media transportasi chlamydia
(20), dan disimpan pada suhu -80°C. Homogenat ini diuji keberadaan chlamydiae
menggunakan metode inokulasi kantung kuning telur sebagaimana dijelaskan sebelumnya
(17).
HASIL PENELITIAN
Reaksi pada Kucing yang Divaksinasi
Tidak ada kucing yang menunjukkan respons tidak terduga
atau reaksi buruk secara umum, dan tidak ditemukan reaksi lokal yang merugikan
di lokasi injeksi setelah vaksinasi pertama maupun kedua menggunakan vaksin
eksperimental atau komersial.
Respon Antibodi
Respon antibodi pada kucing disajikan dalam Tabel 1.
Meskipun inokulasi tunggal dengan vaksin eksperimental hanya memicu produksi
antibodi anti-klamidia dengan titer rendah pada 5 dari 7 kucing, semua kucing
tersebut menghasilkan antibodi dengan titer 64–128 setelah inokulasi kedua. Di
sisi lain, tidak ada antibodi anti-klamidia yang terdeteksi pada kucing setelah
inokulasi pertama dengan Fel-O-Vax Lv-K IV, dan hanya ditemukan antibodi dengan
titer rendah pada 4 dari 5 kucing setelah inokulasi penguat kedua. Selain itu,
Eclipse 4+FeLV tidak memicu produksi antibodi anti-klamidia yang dapat
terdeteksi, bahkan setelah vaksinasi kedua. Paparan tantangan terhadap C. felis
virulen memicu produksi antibodi atau meningkatkan titer antibodi pada kucing
yang diinokulasi dengan vaksin komersial dan pada kelompok kontrol yang tidak
divaksinasi, sedangkan titer antibodi pada kucing yang diimunisasi dengan
vaksin eksperimental tidak berubah setelah tantangan.
Respon Klinis Setelah Tantangan
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, kucing kontrol
yang tidak divaksinasi menunjukkan respon demam yang parah dan mengembangkan
konjungtivitis yang disertai hiperemia konjungtiva, sekret okular serosa dan
mukopurulen, serta pembengkakan kelopak mata pada hari pasca tantangan (PCD)
5–7, yang berlangsung lebih dari 10 hari. Serupa, kucing pada kelompok B dan C
menunjukkan tanda-tanda okular yang parah setelah tantangan, meskipun respon
demam mereka lebih ringan dibandingkan kelompok kontrol yang tidak divaksinasi.
Gambar 1. Skor Mata Klinis Rata-rata dan Suhu
Rektal Kucing Setelah Tantangan Paparan terhadap C. felis
Kolom atas dan bawah menunjukkan skor mata klinis dan
suhu rektal, masing-masing. Sumbu samping menunjukkan PCD, dan sumbu kiri
menunjukkan skor mata klinis (poin) atau suhu rektal (°C). Kelompok A, B, dan C
diinokulasi dengan vaksin inaktif baru yang dikembangkan dalam penelitian ini,
Fel-O-Vax Lv-K IV, dan Eclipse 4+FeLV, masing-masing. Kelompok D adalah kontrol
yang tidak divaksinasi.
Respon klinis kucing dalam kelompok A lebih ringan
dibandingkan dengan kelompok B, C, dan D. Enam dari tujuh kucing dalam kelompok
A hanya menunjukkan konjungtivitis ringan pada PCD 6–11, yang berlangsung
selama beberapa hari, sementara kucing lainnya tidak menunjukkan tanda klinis
yang dapat diamati setelah tantangan. Perbedaan signifikan pada skor mata
klinis rata-rata ditemukan antara kelompok A dan B, A dan C, serta kelompok A
dan kelompok kontrol yang tidak divaksinasi D (P<0,01). Meskipun
perbedaan skor mata klinis rata-rata antara kelompok B dan D secara statistik
signifikan (P<0,01),
tidak ditemukan perbedaan signifikan antara kelompok C dan D (P>0,05).
Isolasi Klamidia
Hasil isolasi klamidia dari sampel klinis disajikan dalam
Tabel 2 dan Tabel 3. Klamidia secara konsisten ditemukan dari usapan
konjungtiva dan hidung semua kucing, tanpa memandang status vaksinasi, antara
hari pasca tantangan (PCD) ke-3 atau ke-5 hingga akhir percobaan (PCD 21).
Tidak ada klamidia yang ditemukan dalam darah pada kelompok kucing yang
divaksinasi (kelompok A, B, dan C), sedangkan empat kucing dari kelompok yang
tidak divaksinasi (kelompok D) positif untuk isolasi klamidia dari darah pada
PCD 21 (Tabel 2).
Pada pemeriksaan autopsi, tidak ada klamidia yang
diisolasi dari jaringan apa pun yang diuji pada kelompok A, sedangkan hati dari
enam kucing, limpa dari lima kucing, serta paru-paru, tonsil, dan ginjal dari
empat kucing dalam kelompok kontrol D positif untuk klamidia. Pada kelompok B,
klamidia terdeteksi pada paru-paru dan tonsil dari dua kucing, serta pada hati
dan limpa dari satu kucing. Klamidia juga ditemukan pada tonsil dan limpa dari
dua kucing, serta pada paru-paru dan hati dari satu kucing dalam kelompok C
(Tabel 3).
DISKUSI
Vaksin C felis yang diinaktivasi baru telah dikembangkan, dan
efektivitasnya pada kucing dibandingkan dengan vaksin yang tersedia secara
komersial. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa vaksin baru yang diinaktivasi
lebih efektif dibandingkan dengan vaksin komersial yang diuji. Vaksin
eksperimental kami menghasilkan respons antibodi dengan titer yang lebih tinggi
terhadap C
felis pada kucing yang divaksinasi, dan manifestasi klinis mereka
setelah paparan tantangan dengan C felis virulen relatif ringan dibandingkan dengan
kelompok kontrol yang tidak divaksinasi dan kucing yang divaksinasi dengan
vaksin komersial.
Meskipun kucing dalam kelompok A hanya menunjukkan
konjungtivitis ringan atau tidak menunjukkan gejala klinis, mereka secara
konsisten melepaskan klamidia dalam usapan konjungtiva dan hidung mereka
setelah tantangan, seperti yang juga terjadi pada kelompok B, C, dan D. Hal ini
dapat menunjukkan bahwa vaksin yang diinaktivasi yang dikembangkan dalam
penelitian ini memiliki potensi untuk menginduksi imunitas, mengurangi tingkat
keparahan penyakit klinis, dan mencegah infeksi sistemik, tetapi tidak mampu
menginduksi imunitas lokal untuk melindungi dari infeksi di membran mukosa mata
dan hidung. Fakta bahwa tidak ada klamidia yang ditemukan dari organ kucing
pada kelompok A, berbeda dengan kelompok B, C, dan D, dapat mendukung hipotesis
ini.
Vaksin komersial yang diinaktivasi dan vaksin hidup yang
dimodifikasi yang dievaluasi dalam penelitian ini kurang efektif dan hampir
tidak menghasilkan antibodi terhadap C felis pada kucing yang divaksinasi. Selain itu,
kucing yang diimunisasi dengan vaksin hidup yang dimodifikasi secara komersial
menunjukkan tanda-tanda mata yang parah, seperti halnya kontrol yang tidak
divaksinasi, setelah tantangan. Meskipun alasan rendahnya potensi vaksin
komersial tidak diketahui, satu kemungkinan penjelasan untuk perbedaan
efektivitas antara vaksin komersial yang diinaktivasi dan vaksin yang
dihasilkan dalam penelitian ini mungkin terkait dengan jumlah antigen C felis
dan formulasi adjuvan yang digunakan dalam masing-masing vaksin. Shewen et al
melaporkan bahwa vaksin yang diinaktivasi yang terdiri dari 107.5
ELD50/dosis klamidia dan adjuvan L75 atau FD19 memberikan kekebalan
parsial pada kucing yang diinokulasi (14). Sayangnya, tidak ada informasi yang
tersedia tentang jumlah antigen klamidia atau formulasi adjuvan dalam vaksin
komersial yang diuji. Formulasi kami terdiri dari 108.2 ELD50/dosis
klamidia dan adjuvan efektif ISA-70; hal ini mungkin menjelaskan mengapa vaksin
yang diinaktivasi yang diuji di sini menghasilkan kekebalan yang baik pada
kucing. Penelitian lebih lanjut tentang jumlah antigen klamidia dan formulasi
adjuvan diharapkan memberikan informasi yang berguna untuk lebih meningkatkan
vaksin C
felis.
Vaksin hidup yang dimodifikasi secara komersial
memberikan perlindungan yang tidak memadai, meskipun mengandung 103.5
ELD50/dosis C felis. Alasan mengapa vaksin hidup yang dimodifikasi
secara komersial menghasilkan sedikit atau tidak ada kekebalan masih belum
jelas.
Adjuvan ISA-70 yang digunakan dalam penelitian ini
dianggap lebih efektif dibandingkan dengan adjuvan lain pada marmut, tikus,
ayam, dan tikus (21–23), serta digunakan dalam vaksin inaktivasi trivalen
kucing yang tersedia secara komersial (24). Sarkoma terkait vaksin pada kucing
telah diakui sebagai konsekuensi potensial dari vaksinasi selama lebih dari
satu dekade (25, 26). Diperkirakan lebih dari 0,01% kucing yang divaksinasi
mengembangkan tumor di lokasi inokulasi vaksin yang mengandung adjuvan di
Amerika Serikat (27, 28). Meskipun palpasi di lokasi inokulasi vaksin tidak
menunjukkan pembengkakan atau efek samping lainnya dalam penelitian ini,
diperlukan studi jangka panjang untuk menilai keamanan vaksin ini. Selain itu,
perlu dicatat bahwa vaksin dengan adjuvan berbasis minyak menghadirkan risiko
potensial bagi operator; jika tangan atau jari tertusuk jarum secara tidak
sengaja, adjuvan minyak dapat menyebabkan pembengkakan dan nyeri akibat
peradangan.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa vaksin
eksperimental, yang terdiri dari sejumlah besar antigen C felis
yang diinaktivasi dan adjuvan ISA-70, efektif dalam mengurangi tingkat
keparahan penyakit ketika kucing yang divaksinasi terinfeksi secara
eksperimental.
REFERENSI
1. Sykes J.E. Feline chlamydiosis, Clin Tech Small Anim
Pract 20, 2005, 129–134.
2. Baker J.A. A virus obtained from a pneumonia of cats
and its possible relation to the cause of atypical pneumonia in man, Science
96, 1942, 475–476.
3. Wills J.M., Howard P.E., Gruffydd-Jones T.J., Wathes
C.M. Prevalence of Chlamydia psittaci in different cat populations in Britain,
J Small Anim Pract 29, 1988, 327–339.
4. Studdert M.J., Studdert V.P., Wirth H.J. Isolation of
Chlamydia psittaci from cats with conjunctivitis, Aust Vet J 57, 1981,
515–517.
5. Lazarowicz M., Steck F., Kihm U., Moehl H. Respiratory
infections of the cat. A serology survey in different populations, Zentralbl
Veterinarmed B 29, 1982, 769–775.
6. Danwitz B.R.V., Rehman S.U. Studies of the prevalence
of chlamydial infection in cats, Tieraerztl Umsch 46, 1991, 313–317.
7. Rampazzo A., Appino S., Pregel P., Tarducci A., Zini
E., Biolatti B. Prevalence of Chlamydophila felis and feline herpesvirus
1 in cats with conjunctivitis in northern Italy, J Vet Intern Med 17, 2003,
799–807.
8. Holst B.S., Englund L., Palacios S., Renstrom L., Berndtsson
L.T. Prevalence of antibodies against feline coronavirus and Chlamydophila felis
in Swedish cats, J Feline Med Surg 8, 2006, 207–211.
9. Lang G.H. Prevalence of antibodies to Coxiella
and Chlamydia spp in cats in Ontario, Can Vet J 33, 1992, 134.
10. Gruffydd-Jones T.J., Jones B.R., Hodge H., Rice M.,
Gething M.A. Chlamydia infection in cats in New Zealand, N Z Vet J
43, 1995, 201–203.
11. Cai Y., Fukushi H., Matsudate H., et al. Seroepidemiological
investigation of feline chlamydiosis in cats and humans in Japan, Microbiol Immunol
44, 2000, 155–160.
12. Mochizuki M., Kawakami K., Hashimoto M., Ishida T.
Recent epidemiological status of feline upper respiratory infections in Japan, J
Vet Med Sci 62, 2000, 801–803.
13. Mitzel J.R., Strating A. Vaccination against feline
pneumonitis, Am J Vet Res 38, 1977, 1361–1363.
14. Shewen P.E., Povey R.C., Wilson M.R. A comparison of
the efficacy of a live and four inactivated vaccine preparations for the protection
of cats against experimental challenge with Chlamydia psittaci, Can J
Comp Med 44, 1980, 244–251.
15. Wills J.M., Gruffydd-Jones T.J., Richmond S.J., Gaskell
R.M., Bourne F.J. Effect of vaccination on feline Chlamydia psittaci infection,
Infect Immun 55, 1987, 2653–2657.
16. Iwamoto K., Masubuchi K., Nosaka H., et al. Isolation
of Chlamydia psittaci from domestic cats with oculonasal discharge in Japan,
J Vet Med Sci 63, 2001, 937–938.
17. Masubuchi K., Nosaka H., Iwamoto K., Kokubu T., Yamanaka
M., Shimizu Y. Experimental infection of cats with Chlamydophila felis, J
Vet Med Sci 64, 2002, 1165–1168.
18. Wills J., Gruffydd-Jones T.J., Richmond S., Paul I.D.
Isolation of Chlamydia psittaci from cases of conjunctivitis in a colony
of cats, Vet Rec 114, 1984, 344–346.
19. Pudjiatmoko, Fukushi H., Ochiai Y., Yamaguchi T., Hirai
K. Seroepidemiology of feline chlamydiosis by microimmunofluorescence assay with
multiple strains as antigens, Microbiol Immunol 40, 1996, 755–759.
20. Spencer W.N., Johnson F.W. Simple transport medium
for the isolation of Chlamydia psittaci from clinical material, Vet Rec
113, 1983, 535–536.
21. Yamanaka M., Hiramatsu K., Hirahara T., et al. Pathological
studies on local tissue reactions in guinea pigs and rats caused by four different
adjuvants, J Vet Med Sci 54, 1992, 685–692.
22. Yamanaka M., Okabe T., Nakai M., Goto N. Local pathological
reactions and immune response of chickens to ISA-70 and other adjuvants containing
Newcastle disease virus antigen, Avian Dis 37, 1993, 459–466.
23. Deville S., Pooter A., Aucouturier J., et al. Influence
of adjuvant formulation on the induced protection of mice immunized with total soluble
antigen of Trichinella spiralis, Vet Parasitol 132, 2005, 75–80.
24. Takahashi T., Yamanaka M., Kimura Y., et al. Development
of an inactivated tri-valent vaccine against panleukopenia, rhinotracheitis and
caliciviral disease in cats, J Jpn Vet Med Assoc 45, 1992, 262–268.
25. Hendrick M.J., Shofer F.S., Goldschmidt M.H., et al.
Comparison of fibrosarcomas that developed at vaccination sites and at nonvaccination
sites in cats: 239 cases (1991–1992), J Am Vet Med Assoc 205, 1994, 1425–1429.
26. Hendrick M.J. Historical review and current knowledge
of risk factors involved in feline vaccine-associated sarcomas, J Am Vet Med
Assoc 213, 1998, 1422–1423.
27. Kass P.H., Barnes W.G. Jr., Spangler W.L., Chomel B.B.,
Culbertson M.R. Epidemiologic evidence for a causal relation between vaccination
and fibrosarcoma tumorigenesis in cats, J Am Vet Med Assoc 203, 1993, 396–405.
28. Coyne M.J., Reeves N.C., Rosen D.K. Estimated prevalence
of injection-site sarcomas in cats during 1992, J Am Vet Med Assoc 210, 1997,
249–251.
SUMBER:
Katsuo
Masubuchi, Akira Wakatsuki, and Mitsugu Shimizu. Efficacy of a new inactivated Chlamydophila felis vaccine in
experimentally-infected cats. Journal of Feline Medicine and Surgery (2010) 12,
609-613