Infectious Bronchitis Virus S2 Expressed from Recombinant Virus Confers Broad Protection Against Challenge

SUMMARY We developed a recombinant Newcastle disease virus (NDV) LaSota (rLS) expressing the infectious bronchitis virus (IBV) S2 gene (rLS/IBV.S2). The recombinant virus showed somewhat-reduced pathogenicity compared to the parental lentogenic LaSota strain but effectively elicited hemagglutination inhibition antibodies against NDV and protected chickens against lethal challenge with virulent NDV/CA02. IBV heterotypic protection was assessed using a prime-boost approach with a commercially available attenuated IBV Massachusetts (Mass)-type vaccine. Specific-pathogen-free chickens primed ocularly with rLS/IBV.S2 at 4 days of age and boosted with Mass at 18 days of age were completely protected against challenge at 41 days of age with a virulent Ark-type strain. In a second experiment, we compared protection conferred by priming with rLS/IBV.S2 and boosting with Mass (rLS/IBV.S2+Mass) versus priming and boosting with Mass (Mass+Mass). We also modified the timing of vaccination to prime at 1 day of age and boost at 12 days of age. Challenge with virulent Ark was performed at 21 days of age. Based on clinical signs, both vaccinated groups appeared equally protected against challenge compared to unvaccinated challenged chickens. Viral loads in lachrymal fluids of birds receiving rLS/IBV.S2+Mass showed a clear tendency of improved protection compared to Mass+Mass; however, the difference did not achieve statistical significance. A significant difference (P < 0.05) was determined between these groups regarding incidence of detection of challenge IBV RNA in the trachea; viral RNA was detected in 50% of rLS/IBV.S2+Mass-vaccinated chickens while chickens vaccinated with Mass+Mass and unvaccinated challenged controls showed 84 and 90% incidence of IBV RNA detection in the trachea, respectively. These results demonstrate that overexposing the IBV S2 to the chicken immune system by means of a vectored vaccine, followed by boost with whole virus, protects chickens against IBV showing dissimilar S1. RESUMEN El gene S2 del virus de la bronquitis infecciosa expresado en virus recombinantes confiere una amplia protección contra el desafío. Se ha desarrollado un virus recombinante de la enfermedad de Newcastle (NDV) LaSota (rLS) que expresa el gene S2 del virus de la bronquitis infecciosa (IBV) (rLS/IBV.S2). El virus recombinante mostró patogenicidad ligeramente reducida en comparación con la cepa La Sota lentogénica que sirvió de origen, pero indujo efectivamente anticuerpos inhibidores de la hemaglutinación contra el virus de Newcastle y protegió a los pollos contra el desafío letal con la cepa virulenta NDV/CA02. Se evaluó la protección heterotípica contra el virus de bronquitis a través de un enfoque de primovacunación y de refuerzo con una vacuna Massachusetts (Mass) atenuada disponible en el mercado. Pollos libres de patógenos específicos primovacunados ocularmente con el virus rLS/IBV.S2 a los cuatro días de edad y revacunados con la cepa Massachusetts a los 18 días de edad estuvieron completamente protegidos contra la exposición a los 41 días de edad con una cepa virulenta cepa de tipo Ark. En un segundo experimento, se comparó la protección conferida por la primovacunación con rLS/IBV.S2 y la revacunación con Massachusetts (rLS/IBV.S2+Mass) en comparación con la primovacunación y refuerzo con Massachusetts (Mass+Mass). También se modificó el momento de la vacunación para primovacunar al primer día de edad y con refuerzo a los 12 días de edad. El desafío con una cepa Ark virulenta se realizó a los 21 días de edad. Con base en los signos clínicos, los dos grupos vacunados aparecieron igualmente protegidos contra el desafío en comparación con pollos desafiados y no vacunados. La carga viral en los fluidos lacrimales de las aves que recibieron el virus rLS/IBV.S2 +Mass mostraron una clara tendencia de mejor protección en comparación con el esquema Mass+Mass, sin embargo, la diferencia no alcanzó significancia estadística. Se determinó una diferencia significativa (P < 0.05) entre estos grupos con respecto a la incidencia de detección del ARN del virus de bronquitis de desafío en la tráquea; se detectó ARN viral en 50% de los pollos vacunados con rLS/IBV.S2 +Mass mientras que los pollos vacunados con el esquema Mass+Mass y los controles no vacunados y desafiados mostraron una incidencia 84% y 90% en la detección del ARN del virus de la bronquitis infecciosa en la tráquea, respectivamente. Estos resultados demuestran que la sobreexposición del sistema inmune del pollo al gene S2 del virus de bronquitis al mediante una vacuna recombinante, seguido por revacunación con virus completo, protege a los pollos contra virus de bronquitis infecciosa que muestran genes S1 diferentes.