Laboratory Experiments on Oral Vaccination of Calves against Rotavirus or Coronavirus induced Diarrhoea
Authors: De Leeuw P. W. , Tiessink J. W. A. 
Published: August 2010

The efficacy of oral vaccination of calves with a modified live virus vaccine (Scour‐vax®‐2, Smith Kline) against rotavirus and/or coronavirus induced diarrhoea was examined under controlled conditions. Calves were vaccinated one hour after the first feed. Challenge was done orally with a mixture of virulent bovine rotavirus and bovine coronavirus.

In the first experiments calves received colostrum free of antibodies against these viruses. Three control calves, challenged on the sixth day of life, developed severe diarrhoea after two to three days. Diarrhoea lasted for five to twelve days and on average the calves lost 12.5 per cent body weight. Rotavirus and coronavirus shedding was found in all three. In contrast, no diarrhoea was observed in two vaccinated calves challenged on day 6. After vaccination one shed rotavirus and one rotavirus plus coronavirus, but no virus excretion was found after the challenge. Three other vaccinated calves, that were not held completely isolated, all developed diarrhoea within three days, i.e. before the experimental challenge was performed. In each calf the beginning of diarrhoea coincided with rotavirus and coronavirus excretion. These calves lost six to seven per cent body weight.

In further experiments calves were fed “positive” colostrum (from a pool collected on a Dutch dairy farm) for two days. Antibody titres of this pool against rotavirus and bovine coronavirus were as expected for mixed first‐day colostrum of dairy cows under the Dutch conditions. One out of three control calves fed colostrum from this pool developed severe diarrhoea after challenge on day 6; the others only passed somewhat loose or yellow faeces for a few days. The first calf shed both viruses, the last two either rotavirus or coronavirus. Weight losses were limited or did not occur. More severe diarrhoea was observed in six vaccinated calves, three of which were challenged on day 6 and three on day 8. None of these calves excreted rotavirus or coronavirus before the challenge. Two to four days after the challenge all six developed diarrhoea, the beginning of which coincided with the start of rotavirus excretion. In three calves coronavirus excretion was also found, but this started a few days later. The calves challenged on day 6 were less severely affected than those challenged on day 8; body weight losses averaged four and eight per cent, respectively.

These results show that effective oral vaccination of calves against diarrhoea induced by rotavirus or bovine coronavirus may be blocked by specific antibodies present in colostrum and thereby confirm an earlier hypothesis based on observations in the field.

Laboruntersuchungen zur oralen Impfung von Kälbern gegen Rotavirus‐ und Coronavirus‐bedingten Durchfall

Die Wirksamkeit einer oralen Impfung von Kälbern mit einer modifizierten Lebendvakzine (Scourvax®‐2, Smith Kline) gegen Rotavirus und/oder Coronavirus‐bedingten Durchfall wurde unter kontrollierten Bedingungen getestet. Die Kälber wurden eine Stunde nach der ersten Fütterung geimpft. Die Testinfektion erfolgte mit einer Mischung aus virulentem bovinem Rota‐ und Coronavirus.

Ein Teil der Kälber erhielt Kolostrum, welches keine Antikörper gegen beide Viren enthielt. Drei Kontrollkälber aus dieser Gruppe entwickelten zwei bis drei Tage nach Testinfektion am 6. Lebenstag schwere Durchfallsymptome. Die Durchfalldauer betrug 5—12 Tage. Die Kälber verloren im Durchschnitt 12,5 % an Körpergewicht. Alle drei Tiere schieden Rota‐ und Coronavirus aus. Im Gegensatz dam wurde bei zwei geimpften Kälbern nach Testinfektion am 6. Lebenstag kein Durchfall beobachtet. Nach der Impfung schied ein Kalb Rotavirus aus, das andere Rota‐ und Coronavirus. Nach der Testinfektion wurde jedoch keine Virusausscheidung mehr beobachtet. Drei andere Kälber, die nicht streng isoliert gehalten wurden, bekamen innerhalb von 3 Tagen nach der Impfung Durchfall und schieden gleichzeitig Rota‐ und Coronavirus aus. Diese Kälber verloren 6—7 % an Körpergewicht.

Ein anderer Teil der Versuche wurde an Kälbern durchgeführt, die zwei Tage lang Antikörper‐haltiges Kolostrum bekommen hatten. Dieser Kolostrum‐„Pool” enthielt Antikörper gegen beide Viren in einer für die holländischen Betriebe typischen Titerhöhe. Eines von drei Kontrollkälbern, die mit diesem Kolostrum gefüttert wurden, bekam nach der Testinfektion am 6. Lebenstag schweren Durchfall und schied beide Viren aus. Die beiden anderen Kälber zeigten nur leichte Durchfallsymptome über einige Tage und schieden nur jeweils Rota‐ oder Coronavirus aus. Gewichtsverluste waren gering oder nicht vorhanden. Schwerere Durchfallsymptome wurden dagegen bei 6 geimpften Tieren beobachtet. Drei dieser Tiere wurden am 6. Lebenstag und drei am 8. Lebenstag testinfiziert. Keines dieser Tiere schied Rotavirus oder Coronavirus vor der Testinfektion aus. Zwei bis vier Tage nach der Testinfektion bekamen jedoch alle sechs Tiere Durchfall und schieden Rotavirus aus. Drei Tiere schieden einige Tage später zusätzlich Coronavirus aus. Kälber, die am 6. Lebenstag testinfiziert wurden, erkrankten weniger stark als am 8. Lebenstag testinfizierte Tiere. Die Gewichtsverluste betrugen 4 bzw. 8 %.

Die Ergebnisse zeigen, daß eine erfolgreiche aktive Impfung von Kälbern gegen Rotaoder Coronavirus induzierten Durchfall durch spezifische Kolostrumantikörper verhindert werden kann. Damit werden frühere Beobachtungen bestätigt, die auf Feldstudien basierten.

Recherches de laboratoire sur la vaccination orale de veaux contre la diarrhée à Rotavirus et s̀ Coronavirus

L'efficacité d'un vaccin oral pour des veaux avec un vaccin vivant modifié (Scourvax®‐2, Smith Kline) contre la diarrhée à Rotavirus et/ou à Coronavirus a été testée dans des conditions contôblées. Les veaux ont été vaccinés une heure aprés le premier repas. L'infection‐test a été faite avec un mélange de Rota‐ et de Coronavirus virulents bovins.

Une partie des veaux ont reçu du colostrum qui ne contenait pas d'anticorps contre les deux virus. Trois veaux de contrôle de ce groupe ont développé de graves symptômes de diarrhée deux à trois jours après l'infection‐test, au 6ème jour de vie. La durée de la diarrhée fut de 5—12 jours. Les veaux ont perdu en moyenne 12,5 % du poids. Les trois veaux excrétèrent Rota‐ et Coronavirus. On n'a pas observé par contre de diarrhée au 6ème jour de vie après une infection‐test chez deux veaux vaccinés. Un veau a excrété du Rotavirus et un autre Rota‐ et Coronavirus après la vaccination. Aucune excrétion virale n'a été observée après l'infection‐test. Trois autres veaux qui n'avaient pas été strictement isolés ont fait une diarrhée dans les trois jours suivant la vaccination et ont excrété Rota‐ et Coronavirus. Ces veaux ont perdu 6—7 % de leur poids.

Une autre partie de l'essai a été faite chez des veaux qui avaient reçu durant deux jours du colostrum avec des anticorps. Ce «pool»‐colostrum contenait des anticorps contre les deux virus avec un titre typique pour l'exploitation hollandaise. Un des trois veaux de contrôle ayant reçu ce colostrum a fait une grave diarrhée au 6ème jour après l'infection‐test et a excrété les deux virus. Les deux autres veaux ne développèrent que de légers symptômes de diarrhée durant quelques jours et excrétèrent seulement soit Rota‐ soit Coronavirus. Les pertes de poids furent minimes ou inexistantes. De graves symptômes de diarrhée ont été par contre observés chez 6 animaux vaccinés. Trois veaux ont subi une infection‐test au 6éme et trois au 8éme jour de vie. Aucune de ces bêtes n'a excrété du Rotavirus ou du Coronavirus avant l'infection‐test. Tous les six veaux ont fait une diarrhie 2 à 4 jours apres̀ l'infection‐test et excrétèrent du Rotavirus. Trois animaux excrétèrent en plus du Coronavirus quelques jours plus tard. Les veaux infectés au 6ème jour de vie furent moins fortement atteints que les veaux infectés au 8ème jour de vie. Les pertes de poids furent respectivement de 4 et 8 %.

Les résultats montrent qu'une vaccination active valable des veaux contre la diarrhée à Rota‐ et Coronavirus peut être inhibée par des anticorps spécifiques du colostrum. Des observations antérieures, basées sur des études dans le terrain, sont ainsi confirmées.

Experimentos de laboratorio sobre la vacunación oral de terneros contra la diarrea inducida por rotavirus o coronavirus

Con una vacuna viva modificada (Scourvax®‐2, Smith Kline) se contrastó, bajo condiciones controladas, la eficacia de una vacunación oral en terneros contra la diarrea condicionada por rotavirus y/o coronavirus. Los terneros fueron vacunados una hora después de recibir la primera alimentación. La infección de prueba se llevó a cabo con una mezcla de rotavirus y coronavirus bovinos virulentos.

Una parte de los terneros recibió calostro que no contenía anticuerpos frente a ambos virus. Tres terneros testigos de este grupo desarrollaron síntomas graves de diarrea dos hasta ires días después de la infección de prueba en el día 6° de vida. La duración de la diarrea fue de 5—12 días. Los terneros perdieron como media 12.5 % de peso corporal. Todos los tres animales eliminaron rota y coronavirus. Por el contrario, en dos terneros vacunados no se observó diarrea después de la infección de prueba el día 6° de vida. Tras la vacunación eliminó un ternero rotavirus, el otro rotavirus y coronavirus. Sin embargo, después de la infección de prueba no se observó ya ninguna eliminación de virus. Otros tres terneros, los cuales no habían sido aislados de modo riguroso, tuvieron diarrea en el plazo de 3 días tras la vacunación y eliminaron al mismo tiempo rota y coronavirus. Estos terneros perdieron 6—7 % de peso corporal.

Otra parte de los ensayos se llevó a cabo con terneros que habían recibido durante dos días calostro que contenía anticuerpos. Este fondo común de calostro comprendía anticuerpos contra ambos virus con un nivel de título típico para explotaciones holandesas. Uno de los tres terneros testigos alimentados con este calostro sufrió una diarrea grave y eliminaba ambos virus tras la infección de prueba en el día 6° de vida. Los restantes dos terneros solo mostraban síntomas ligeros de diarrea a lo largo de algunos días y cada vez no eliminaban màs que rotavirus o coronavirus. Las pérdidas de peso eran escasas o no las hubo. En cambio, se observaron síntomas graves de diarrea en 6 animales vacunados. Tres de estos animales se infectaron de prueba el día 6° y tres el día 8° de vida. Ninguno de estos animales había eliminado rota o coronavirus antes de iniciarse la infección de prueba. Sin embargo, dos hasta cuatro días después de la infección de prueba padecieron diarrea todos los seis animales, eliminando rotavirus. Tres animales difundieron aditivamente unos días más tarde coronavirus. Los terneros que fueron infectados el día 6° enfermaron con gravedad menor que los animales infectados el día 8°. Las pérdidas de peso fueron del orden de un 4 % y 8 %, resp.

Muestran los resultados obtenidos que una vacunación activa eficaz en terneros frente a la diarrea inducida por rotavirus o coronavirus se puede impedir por medio de anticuerpos calostrales específicos. Con eso se confirman observaciones hechas anteriormente, las cuales se basaban en estudios campales.