The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.1 No.1 2012

短RELATIONSHIP BETWEEN VACCINE AND VITAMIN E
IN JAPANESE BLACK CATTLE

報

黒毛和種子牛に対する不活化ワクチン
投与後の抗体応答とビタミン E の関連性
乙丸孝之介 1）＊

稲富多樹夫 1） 大塚浩通 2） 安藤貴朗 3） 小岩政照 3）1）北薩農業共済組合川薩家畜診療所（〒895︲1813
2）北里大学獣医学部（〒034︲8628

薩摩郡さつま町轟町 13︲1）

十和田市東 23 番町 35︲1）

3）酪農学園大学獣医学群（〒069︲8501

江別市文京台緑町 582）

連絡責任者：乙丸孝之介
鹿児島県農業共済組合連合会（〒891︲0132
TEL099︲261︲0821［要家畜臨床検査研修センター

鹿児島県鹿児島市七ッ島 1 丁目 6︲24）

FAX099︲261︲1063

E-mail：otomaru@nosai-net.or.jp

約］

黒毛和種子牛における Mannheimia haemolytica（Mh）不活化ワクチン投与の抗体応答とビタミン Eの関連性を調査した。供試牛は同一農場において飼育されていた黒毛和種子牛で、ワクチン投与時に血清ビタミン E 濃度が 100μg/dl 未満であった子牛（低ビタミン E 群：n＝4）、100μg/dl 以上であった子牛（高ビタミン E 群：n＝4）、血清ビタミン E 濃度 100μg/dl 以上かつワクチン未投与であった子牛（未投与群：n＝4）の 3 群とし、これらの抗体応答および血清ビタミン E 濃度を観察した。その結果、低ビタミン E 群のロイコトキシン中和抗体価は 4 週後においても上昇が認められず、高ビタミン E 群に比べて投与 2 週後から 12 週後まで低い傾向にあって、4 週後には高ビタミン群と比較し有意な低値が認められ（p＜0.01）、未投与群とほぼ同様の変化であった。このことからワクチン投与時に血清ビタミ
ン E 濃度が不足している個体では Mh 不活化ワクチンに対する抗体産生能が低いことが示唆された。
キーワード：抗体、ワクチン、ビタミン E

ビタミン E は、生体の抗酸化剤および抗活機能全般を低下させる可能性がある。しかし低性酸素剤として作用し、生体膜のリン脂質中のビタミン E の牛におけるワクチン投与後の抗高度不飽和脂肪酸の過酸化を防止して生体膜の体価の変化に関しては殆ど明らかにされていな安定性を保持している［10］。またビタミン E

い。そこで本研究では、低ビタミン E 状態にあっ濃度が低い人やマウスに対してワクチン投与をた黒毛和種子牛に対する Mannheimia haemo-実施しても抗体産生が低いことが明らかにされlytica（Mh）不活化ワクチン投与後の抗体価のている［9，18］。ビタミン E 不足のラットでは、推移とビタミン E の関連性を調査した。

末梢血リンパ球の T 細胞、B 細胞の活性化が［材料および方法］ともに低下するとされており［2，4］、低ビタ

供試農場：飼養頭数約 300 頭の黒毛和種子牛育ミン E では抗体産生の低下だけでなく、免疫成農場で試験を行った。供試農場は 3 ～ 5 ヵ月
齢の子牛を導入し、9、10 ヵ月齢まで飼養し、受付：2011 年 8 月 20 日
受理：2011 年 10 月 20 日

市場へ搬出していた。2005 年 3 月には、供試－ 31 －

家畜感染症学会誌
1 巻 1 号 2012

黒毛和種子牛に対するワクチン抗体応答とビタミン E の関連性

農場の健康子牛 9 頭より鼻腔スワブを採取してマリン溶液を除去し、クリスタルバイオレット

細菌検査を実施した結果、9 頭中 2 頭より Mh溶液を加え、細胞沈査を染色した。水道水にてが分離され、この農場は Mh 浸潤農場であるこ

洗浄した後に乾燥させ、各ウェルの染色されたとが確認されていた。

細胞層変性の有無を確認した。正常細胞層は陽供試牛：2005 年 4 月に導入された臨床的に健性、変性細胞層は陰性とした。中和反応を示し康な子牛を 24 頭抽出し、ロイコトキシン（Lkt）た血清の最高希釈倍率を用い、Lkt 中和抗体価中和抗体価の上昇の認めない 12 頭を供試した。とした。なお中和抗体価の測定は、ファイザー

血清ビタミン E 濃度については Reddy ら［14］㈱三島ラボラトリーに依頼した。の報告を参考値とし、ワクチン投与時に、血清

ビタミン A および E 濃度の測定：血清ビタ

ビタミン E 濃度 100μg/dl 未満の 4 頭を低ビタ

ミン E および A 濃度の測定は高速液体クロマ

ミ ン E 群（ 日 齢：130.8±9.4、 体 重：131.3±

トグラフィー法（高速液体クロマトグラフ LC-25.2、 平 均±SD）、 ビ タ ミ ン E 濃 度 100μg/dl

2000、日本分光㈱、東京）により測定した［3，以上の 4 頭を高ビタミン E 群（日齢：145.5±8.1、8］。

体重：128.8±7.2、平均±SD）、ワクチン未投

統計方法：統計解析にはエクセル統計 2010（社

与かつビタミン E 濃度 100μg/dl 以上の 4 頭を会情報サービス㈱、東京）を用いた。抗体価は未投与群（日齢：125.3±4.8、体重：114.3±9.2、幾何平均±標準誤差で示し、ビタミン A およ平均±SD）の 3 群に区分した。低ビタミン E

び E 濃度は平均±標準誤差で示した。Tukey群および高ビタミン E 群には農場導入後、直検定にて群間で比較し、5％以下の危険率で有ちに Mh 不活化ワクチン（リスポバル、ファイ意差ありとした。

ザー㈱、東京）を右頚部に皮下投与した。調査［成期間は 2005 年 4 月～ 8 月までの農場導入時か績］

ら導入 12 週後までとした。牛舎内では 6、7 頭

Lkt 中 和 抗 体 価 の 推 移 を Fig. 1 に 示 し た。

が 1 群として飼育され、牛群間で飼養環境など

Lkt 中和抗体価はワクチン投与時、低ビタミンに大きな差は認められなかった。餌は自由採食

E 群 1.2±1.2 倍、高ビタミン E 群 1.0±1.0 倍、とされていた。

未投与群 1.4±1.2 倍であった。4 週後、低ビタ

供 試 牛 は 投 与 日、2 週 後、4 週 後、8 週 後、

ミン E 群 4.8±1.4 倍、高ビタミン E 群 38.0±1.4

12 週後に頚静脈より採血された。採血後、遠倍、未投与群 3.4±1.4 であり高ビタミン E 群

心分離により得られた血清は－20℃に測定日まは低ビタミン E 群および未投与群と比較し、で保存した。

有意（p＜0.01）な高値が認められた。12 週後、

Lkt 中和抗体価の測定：検体血清を 56℃で低ビタミン E 群 32.0±1.0 倍、高ビタミン E 群30 分間加温し非働化後、RPMI-1640 培地にて53.8 ± 1.2 倍、未投与群 19.0±1.4 倍であり高ビマイクロタイタープレートの各ウェルに 2 倍階タミン E 群は未投与群と比較し、有意（p＜0.05）

段希釈した。Lkt 培養上清を希釈し、Lkt 液とな高値が認められた。低ビタミン群と未投与群した。Lkt 液をマイクロプレートの全ウェル（陽の Lkt 中和抗体価の推移は、ほぼ同様であった。

性対照は除く）に分注し、4℃で一晩静置し中ビタミン E 濃度はワクチン投与時、低ビタミ和反応させた。陽性対照は PBS＋RPMI-1640

ン E 群 67.1±7.2μg/dl、高ビタミン E 群 160.1培地、陰性対照は PBS＋Lkt 液とした。健康な±18.8μg/dl、未投与群 142.4±24.0μg/dl であ牛より採取した血液を遠心管に分注し、脱イオり、低ビタミン E 群は高ビタミン E 群およびン水を加えて溶血させた。PBS を加えて混合未投与群と比較し有意（p＜0.05）な低値であっ後遠心した。遠心後白血球沈査を集め。RPMI-た（Fig. 2）。2 週後以降、低ビタミン E 群、高1640 培地にて調整した白血球懸濁液をマイク

ビタミン E 群および未投与群のビタミン E 濃

ロプレートの全ウェルに分注し、5％ CO2 存在度は低値で推移した。ビタミン A 濃度はいず下にて、37℃（±2℃）で 1 時間加温した。プレーれの群も 60 IU/dl 以上で推移した（Fig. 3）。

トを遠心後、上清を除去した。各ウェルにホルマリン溶液を加え、細胞沈査を固定した。ホル－ 32 －

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RELATIONSHIP BETWEEN VACCINE AND VITAMIN EIN JAPANESE BLACK CATTLE

Fig. 1 Change of leukotoxin neutralizing antibody titerSame letters indicate significant difference between the groups (a-a, b-b: P＜0.01, c-c: P＜0.05)

Fig. 2 Change of serum vitamin E concentrations
Same letters indicate significant difference between the groups (a-a, b-b: P＜0.05)［考チン投与後の抗体産生が促進されることが報告察］されている［13，15］。ビタミン E はワクチンの効果を高めるために必要な物質の一つである

本研究では低ビタミン E にある黒毛和種子ことが示唆される。

牛に対する Mh 不活化ワクチン投与後の Lkt 中和抗体の産生が低下することが示された。これ

ビタミン E は動物の CD4＋T 細胞の活性・増は低ビタミンにあった人やマウスに対するワク殖を促進する［7，12，17］。人ではビタミン Eチン投与後の抗体産生が低く推移したとする報の投与により血中インターロイキン（IL）-4 の告と類似しており［9，18］、牛においても低ビ上昇が報告されている［1，2］。ほとんどがヘタミン E の状態ではワクチン効果が低いこと

ルパー（h）T 細胞である CD4＋T 細胞は、産が示唆された。牛に対して血清ビタミン E 濃

生するサイトカインにより Th1 と Th2 に大別

度が高いとワクチン投与後の抗体産生が助長さされる［17］。Th2 細胞は IL-4、IL-6 など B 細れ、ビタミン E の経口投与量が多いほどワク胞からの抗体産生を促進させて体液性免疫を誘－ 33 －

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黒毛和種子牛に対するワクチン抗体応答とビタミン E の関連性

Fig. 3 Change of serum vitamin A concentrations

導するサイトカインを産生する［12］。低ビタに B 細胞の活性・増殖が減弱したことなどに

ミン E にある動物では、マクロファージなどより、ワクチン抗原に対する反応性が低く、抗の樹状細胞の貪食能、抗原提示能が減弱し、そ体産生能が低かったと考えられた。全ての供試の後の免疫記憶能も低下する［5，6，15］。さ牛は農場導入以降には、粗飼料としてビタミンらに T 細胞および B 細胞の活性・増殖が減弱し、E 含有の少ないとされるオーツヘイが給与されTh1 細胞から分泌されるサイトカインおよび、ていたことから、導入時にすでにビタミン EB 細胞への抗体産生誘導する Th2 細胞からのが不足していた低ビタミン E 群のビタミン E分泌される IL-4 などのサイトカインも減少す

濃度は 2 週以降には他の 2 群と同様に低値で推る［1，2，4］。ビタミン E 濃度の低下は細胞移を示したものと考えられた。ビタミン A 濃性免疫のみでなく体液性免疫も低下させること

度はいずれの群も正常範囲内であることから、から、低ビタミン E 群の抗体産生能の低下のビタミン A の影響はなかったと考えられた。

要因の一つとして、体液性免疫機能の低下が挙本研究から、黒毛和種子牛に対するワクチン投与時の低ビタミン E は抗体産生能が低いこげられる。
本研究における Lkt 中和抗体価は、高ビタとが示唆された。ホルスタイン種子牛では、ワミン E 群では低ビタミン E 群、未投与群と比クチン投与以前からビタミン E 投与を行い、較し、2 週後には上昇傾向を示し、4 週後に有血清ビタミン E 濃度を上昇させることにより意な抗体上昇を示した。この変化は、野外におワクチン投与後の抗体産生が助長されたと報告

ける Mh ワクチン投与試験おいて、投与群のされている［15］。今後、黒毛和種子牛に対す

Lkt 抗体価は、未投与群と比較し、ワクチン投るワクチン投与に際して、ワクチン効果を高め

与 2 週後では、上昇傾向を示し、2 週後の追加

る 1 つの方法として、ビタミン E 投与の有効ワクチン投与により有意な上昇を示したとする性が期待される。また、ワクチンにより抗体価報告と類似していた［19］。未投与群の Lkt 中が上昇し安定した高い抗病性を確保するため、和抗体価は、緩やかに上昇した。本研究の供試

ワクチン投与前の牛の健康状態の評価が必要で農場は Mh の浸潤が確認されているため、農場あると考えられた。

内で Mh に自然感染し緩やかに抗体価が上昇し［引用文献］たと考えられた。一方、低ビタミン E 群の Lkt
中和抗体価は、未投与群と同様の推移を示した。
低ビタミン E 群では、ワクチン投与時にビタミン E 不足によりマクロファージなどの樹上細胞の貪食能および抗原提示能が減弱し、さら－ 34 －1． Albers R., Bol M.,, Bleumink R., Willems A.,
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Relationship between Mannheimia haemolytica inactivated vaccine,
serum vitamin E concentrations and antibody production in Japanese Black cattle
Konosuke Otomaru, Takio Inatomi, Hiromichi Ohtsuka, Takaaki Ando and Masateru Koiwa
Sensatu Veteterinary Clinic, Hokusatu Agricultural Mutual Aid Association(13-1 Todoro Sathuma-cho, Sathuma District 895-1813)[Abstract]
This study investigated that the effect of serum vitamin(Vit)E concentration on antibody production
after injection of Mannheimia haemolytica (Mh) inactivated vaccination on Japanese Black cattle. The
cattle were housed in one herd, and they were divided into three groups. Two groups cattle werevaccinated and one group cattle were under 100μg/dl of serum VitE concentration (low VitE group:n＝4) and another group were over 100μg/dl (high VitE group: n＝4) at vaccine day, and other groupwere over 100μg/dl of serum VitE concentration and no-vaccinated (no-vaccinated group: n＝4). The
titer of leukotoxin neutralizing antibody in the low VitE group was lower than that in the high VitE
group from 2 week to 12 week after vaccination, and significant differences were observed between
the groups at 4 week after vaccine(p＜0.01). This change of titer in the low VitE group was similar tothat in the no-vaccinated group. These results indicateds that antibody response after injection Mh inactivated vaccine dependent on serum VitE concentration.
Key words; antibody, vaccine, vitamin E.

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