КОМПОЗИЦИИ В ВИДЕ СУХОГО ПОРОШКА И СИСТЕМЫ ДЛЯ ВАКЦИНАЦИИ ДОМАШНЕЙ ПТИЦЫ
DRY POWDER COMPOSITIONS AND POULTRY VACCINATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композициям в виде сухого порошка для ветеринарной вакцинации, которые используются для индукции защитных реакций у домашней птицы против птичьих заболеваний, таких как, но без ограничения указанными, ньюкаслская болезнь (NCD) и птичий грипп. Настоящее изобретение также относится к системам для выполнения вакцинации домашней птицы посредством ингаляции с использованием этих композиций.
Предпосылки изобретения
Хорошо известно, что птичьи заболевания оказывают негативное экономическое воздействие на птицеводство и, возможно, на здоровье других животных (в частности, млекопитающих) и людей, которые могут непосредственно или опосредованно контактировать с инфицированными птицами.
Например, от инфицированной домашней птицы могут распространяться специфические птичьи патогены, такие как, но без ограничения указанными, вирус ньюкаслской болезни (далее сокращенно NDV), вирус инфекционного бронхита (IBV), вирус инфекционного бурсита (IBDV), вирус индюшачьего ринотрахеита (TRTV), вирус инфекционного ларинготрахеита (ILTV), вирус синдрома «брошенного» яйца (EDS), вирус птичьего энцефаломиелита, вирус ретикулоэндотелиита, птичьи поксвирусы, птичьи аденовирусы, возбудитель инфекционного катара верхних дыхательных путей птиц, возбудитель тифоидной лихорадки домашней птицы, возбудитель холеры домашней птицы, вирус птичьего гриппа, Mycoplasma gallisepticum, Escherichia coli, Salmonella spp. и т.д.
Конкретнее, ньюкаслская болезнь представляет собой вирусную инфекцию домашней птицы с широким географическим распространением, которое может вызвать большие экономические потери промышленного птицеводства. NDV представляет собой этиологический агент указанного заболевания и представляет прототипичный вирус рода Paramyxovirus. Существуют 9 серотипов птичьих парамиксовирусов, обозначаемых от APMV-I до APMV-9. Ньюкаслская болезнь осложняется тем, что различные штаммы NDV могут вызвать очень существенное варьирование тяжести заболевания. Инфицирование может происходить или путем ингаляции, или при попадании патогена в пищеварительную систему, и инфекционная форма вируса затем распространяется от одной птицы к другой.
Птичий грипп представляет собой заразное заболевание животных, вызванное вирусами гриппа А, которые обычно инфицируют только птиц, реже свиней. Вирусы птичьего гриппа имеют тенденцию быть видоспецифичными, но могут переходить через видовой барьер и инфицировать млекопитающих и людей. Вирусы гриппа А имеют 10 подтипов. Известно, что только вирусы подтипов Н5 и Н7 вызывают высокопатогенную форму заболевания. Вирус H5N1, ответственный за текущую всемирную эпидемию птичьего гриппа, оказался особенно устойчивым и в настоящее время вызывает особое беспокойство в отношении воздействия на здоровье людей.
Распылительная и аэрозольная вакцинация соответственно крупными и мелкими капельками жидкости представляют собой обычно используемые методики массовой вакцинации для защиты домашней птицы против респираторных вирусных инфекций. Способы и устройства для распыления при распылительной и аэрозольной вакцинации особенно важны для вакцинации домашней птицы, поскольку она имеет специфические требования, например устройства должны работать от внешнего источника энергии.
Птицы обычно вакцинируются несколько раз в течение их жизни в соответствии со спецификациями производителя или составленными на заказ программами для оптимального предотвращения вспышек заболеваний. Так называемая первичная вакцинация (примирование) обычно выполняется в отношении цыплят в возрасте менее примерно двух или трех недель. За первичной вакцинацией обычно следует одна или более так называемых вторичных вакцинаций (повторных иммунизаций).
Приблизительно через 48 часов после вакцинации домашней птицы, при вакцинации против инфекции некоторыми респираторными вирусами, в частности NDV, могут появиться вакцинальные реакции. У пораженной домашней птицы (например, кур) могут проявляться респираторные симптомы, анорексия, депрессия, задержка роста и увеличенная смертность. Вакцинальная реакция может дополнительно осложняться вторичным колибактериозом (инфекцией Escherichia coli). Для предотвращения этого через 36 часов после вакцинации птицам назначается лечение антибиотиками, которое часто оказывается эффективным. Тем не менее избыточное применение или ненадлежащее применение антибиотиков может вызвать бактериальную устойчивость, которая может препятствовать адекватному лечению, всякий раз, когда штаммы, резистентные к многим антибиотикам, усугубляют вакцинальные реакции.
Живые вирусы с низкой вирулентностью (лентогенные) или с умеренной вирулентностью (мезогенные) обычно используются для вакцинации домашней птицы против ньюкаслской болезни, в зависимости от ситуации, связанной с заболеванием. Однако вакцины против ND из мезогенных вирусов подходят только для повторной вакцинации. Однако в лентогенной группе также имеется существенный диапазон вирулентности. Обычно используемые живые вакцины включают лентогенные штаммы, такие как V4, Hitchner B1, F и La Sota, и мезогенные штаммы, такие как штамм H, Mukteswar, Koinarov и Roakin.
Основное преимущество живых вакцин NDV состоит в том, что их можно вводить, используя недорогие методики для массового применения, такие как применение распылением, аэрозолирования и спаивания питьевой воды. Однако как указано выше, живые вакцины могут вызвать тяжелые вакцинальные реакции, в частности, в нижних дыхательных путях после аэрозольной вакцинации. Для минимизации этого недостатка важно использовать крайне низковирулентный вирус, особенно в качестве агента для первичной вакцинации. Тем не менее даже обычно используемые низковирулентные штаммы живого NDV Hitchner B1 и La Sota все же могут вызвать умеренные респираторные вакцинальные реакции. Поэтому в данной области имеется неотложная потребность в улучшении вакцинации NDV с тем, чтобы избежать вакцинальных реакций у привитых животных, но, тем не менее, вызвать надежный иммунитет против данного заболевания.
Известно, что для обеспечения эффективности аэрозольных частиц вдыхаемые частицы должны осаждаться в определенных областях респираторного тракта птиц при учете параметров, таких как, но без ограничения указанными, вид птицы, ее возраст, размер ингалируемых частиц и восприимчивость к поствакцинальным реакциям.
Имеющиеся в настоящее время в продаже распылители, используемые для получения крупных распыленных частиц, генерируют значительную долю частиц, которые осаждаются в глубокорасположенных дыхательных путях, т.е. распределение размера частиц вокруг оптимального размера является слишком широким. Хотя этот эффект желателен для повторных вакцинаций, он может привести к побочным вакцинальным реакциям у более молодых птиц.
Первоначально образованные взвешенные в воздухе капельки будут испаряться, достигая примерно 10% от их первоначального размера. При генерировании имеющимися в настоящее время методиками распыления этот феномен будет препятствовать достижению результатов адекватной вакцинации, поскольку:
- во время первичной вакцинации значительная процентная доля частиц вакцины будет осаждаться в глубокорасположенных дыхательных путях птиц, тогда как это не должно было бы происходить, что объясняет высокую частоту наблюдаемых респираторных поствакцинальных реакций;
- ввиду широкого и неконтролируемого распределения размера частиц, во время второй вакцинации происходит ингалирование в нижние дыхательные пути лишь малой доли частиц после испарения капелек.
Вслед за неадекватным распределением размера капелек потеря вируса вакцины вследствие инактивации во время получения, восстановления растворением и распыления представляет собой вторую по значимости причину низкой эффективности известных распылительных и аэрозольных вакцинаций. Во-первых, вирус вакцины, который в целом размножается в жидкой среде, например в аллантоисной полости лишенных определенных патогенов (SPF) яиц, лиофилизируют для хранения. Хотя вирусы менее восприимчивы к инактивирующим факторам среды в высушенном виде, и хотя перед сушкой можно добавить стабилизирующие эксципиенты, но во время получения и хранения вакцины, тем не менее, происходит потеря концентрации вируса. Перед распылением необходимо растворить сухую вакцину, и концентрация вируса может дополнительно снизиться, когда микроколичества дезинфицирующего агента присутствуют в воде, используемой для восстановления растворением, и ввиду термочувствительности вируса в жидкой среде. Эта инактивация дополнительно увеличивается, когда капельки вакцины испаряются после дисперсии. Значительное снижение концентрации вакцины во время распылительной и аэрозольной вакцинации может нарушить индукцию достаточного иммунного ответа. Кроме того, современные вакцины в жидких суспензиях характеризуются значительной потерей устойчивости.
В документе Allan et al. в Avian Pathology (1980) 9: 153-162 идет речь об использовании растворов вируса ньюкаслской болезни, содержащих сорбит, растворенный в воде, для генерирования с верхней поверхности ротора, вращающегося с очень высокой скоростью, влажных аэрозольных частиц, которым перед направлением в экспозиционную камеру предоставляется возможность сушки путем прохождения через ряд колонок для получения почти монодисперсных аэрозолей, имеющих размеры частиц от 1 до 4 мкм, предназначенных для вакцинации кур.
В документе WO 97/36578 раскрыты микрочастицы, подвергнутые распылительной сушке, по меньшей мере, 90% которых имеют среднеобъемный размер частиц от 1 до 10 мкм, содержащих по существу однородную смесь агента для генной терапии и эксципиент, такой как углеводород. Эти микрочастицы могут комбинироваться с носителем большого размера, и полученный состав можно вводить, используя ингалятор сухого порошка. В документе WO 97/36578 не идет речь о вакцинации, ветеринарных видах применения, а также о полидисперсности размера микрочастиц.
В документе WO 99/52550 раскрыта система доставки вакцины в виде полимерных частиц для включения нерастворимого в воде белкового антигена, причем указанная система получена из эмульсии биологически разлагаемого поли(лактид-со-гликолидного) сополимера, где конечные полимерные частицы имеют средний диаметр от 0,05 до 20 мкм, в соответствии с распределением объемного размера. На фиг.2 показана вариация размера иллюстративных частиц, имеющих средний диаметр 10 мкм. В документе WO 99/52550 не идет речь о птичьем вирусе и распылении, и в нем не идет речь о присутствии сахаров в системе доставки вакцины.
В патенте США № 6651655 раскрыт способ создания иммунного ответа у пациента с использованием ингалятора сухого порошка, лишенного какого-либо газа-вытеснителя, т.е. запускаемого дыханием. Состав вакцины, загружаемый в указанный ингалятор сухого порошка, включает частицы вакцины в виде сухого порошка, имеющие аэродинамический размер частиц менее чем 50 мкм, и на фиг.1 показано распределение размера частиц иллюстративного молотого порошка вакцины. После того как мелкие частицы получены для осаждения в глубоких отделах легких, микронизированное вещество смешивается с крупными частицами лактозы, т.е. размером 100 мкм или примерно в 50 раз большими, чем молотые частицы вакцины. Из-за принципов своей конструкции ингалятор сухого порошка по патенту США № 6651655 очевидно не подходит для вакцинации домашней птицы.
В документе WO 2005/123131 раскрыты составы для распылительной сушки антитела или вакцины, включающие от 4% до 10% масс. антитела или вакцины, от 0,1 мМ до 50 мМ одной или более аминокислот, от 0,5 до 4% масс. сахара и воду. В зависимости от используемого оборудования для распыления под высоким давлением, капельки будут образовывать частицы сухого порошка в диапазоне размера от 0,5 до 100 мкм. В документе WO 2005/123131 не идет речь о полидисперсности размера микрочастиц и не рассматриваются составы, отличные от комбинации аминокислот и сахаров.
Meszaros et al. в Acta Veterinaria Hungaria (1992) 40:121-127 описывают иммунизацию 1-10-дневных цыплят против ньюкаслской болезни аэрозольной вакцинацией с использованием аппарата Masterdrop MD-2500, обеспечивающего капельки размером менее чем 10 мкм. В этой публикации добавлен стабилизатор капелек для предотвращения испарения капелек до сухих частиц. И поэтому в ней не идет речь о среднем размере и полидисперсности капелек.
Целью настоящего изобретения является преодоление этих недостатков.
Краткое описание сущности изобретения
Представленное в настоящем документе изобретение позволяет простым и недорогим образом преодолеть недостатки современной технологии вакцинации домашней птицы путем предоставления для ветеринарной вакцинации, в частности для вакцинации домашней птицы, эффективных сухих твердых порошковых композиций, которые можно использовать и для первичной, и для повторной вакцинации.
Во-первых, настоящее изобретение относится к порошковой композиции для ветеринарной вакцинации, в частности к сухой порошковой композиции для вакцинации домашней птицы посредством ингаляции, причем указанная композиция включает эффективное количество ветеринарной вакцины, в частности вакцины для домашней птицы, содержащей один или несколько микроорганизмов или их частей, и один или более носителей для указанной ветеринарной (особенно для домашней птицы) вакцины, где указанный порошок представлен в форме частиц, имеющих средний размер частиц от примерно 2 до 30 мкм, и/или полидисперсность размера частиц от 1,1 до 4,0. Преимущественно, указанный набор носителей включает комбинацию восстанавливающего или невосстанавливающего сахара и биологически совместимого полимера, и, необязательно, других носителей. Во-вторых, настоящее изобретение относится к способу и системе для выполнения вакцинации домашней птицы, причем указанный способ включает распыление сухой порошковой композиции для вакцинации над указанной домашней птицей, в частности, где указанная сухая порошковая композиция для вакцинации представлена в форме частиц, имеющих средний размер частиц от примерно 2 до 30 мкм, и/или полидисперсность размера частиц от 1,1 до 4,0. В-третьих, настоящее изобретение относится к способам и технологическим процессам получения описанных выше сухих порошковых композиций для вакцинации домашней птицы удобным и недорогим образом, используя стандартное производственное оборудование, применяемое при изготовлении сухих порошковых лекарственных форм.
В одном аспекте, изобретение предоставляет сухие порошковые композиции для вакцинации домашней птицы, подходящие для прямого распыления над домашней птицей без восстановления раствора вакцины, вследствие этого, исключая потерю концентрации вакцины, присущую любой стадии восстановления растворением, и исключая существенный риск неконтролируемого высыхания капелек, которые связаны с применяемым в современной практике птицеводства на промышленной основе восстановления композиции для вакцинации растворением перед распылением над домашней птицей. В этом аспекте настоящего изобретения, распыление сухой порошковой композиции для вакцинации без предварительного восстановления раствора вакцины обеспечивает возможность легкого и эффективного распределения и позволяет избежать значительного риска агломерации частиц, которая может сделать размер частиц неподходящим для ингаляции.
Краткое описание фигур
На фиг.1 показано распределение размера частиц (в мкм) иллюстративной сухой порошковой композиции для ветеринарной вакцинации в соответствии с настоящим изобретением, в объемных процентных долях как для каждой фракции (левая шкала), так и для кумулятивных фракций (правая шкала).
На фиг.2 показано кумулятивное распределение размера частиц распыленных сухих порошковых вакцин в соответствии с изобретением, по сравнению с кумулятивным распределением размера капелек распыленной жидкой вакцины уровня техники, по данным измерения методикой лазерной дифракции.
50
3
На фиг.3 показана концентрация вируса, выраженная в виде EID на м воздуха для распыленной мелкой порошковой сухой вакцины в соответствии с изобретением, по сравнению с распыленными жидкими вакцинами в виде мелких капелек уровня техники.
На фиг.4 показаны сывороточные титры среднего ингибирования гемагглютинации (HI), полученные через 2 и 4 недели после вакцинации распыленными сухими порошковыми вакцинами. Размахи ошибок отражают стандартные отклонения.
Детальное описание изобретения
Наиболее релевантными признаками первого аспекта настоящего изобретения являются:
- присутствие подходящего количества, предпочтительно поддерживающего количества, одного или более носителей для ветеринарной вакцины в порошковой композиции для ветеринарной вакцинации, предпочтительно сухой порошковой композиции для вакцинации домашней птицы посредством ингаляции, причем один или более носителей предпочтительно включают комбинацию восстанавливающего или невосстанавливающего сахара и биологически совместимого полимера, и, необязательно, других носителей; и/или
- порошок для вакцинации представлен в форме частиц, предпочтительно по существу высушенных частиц, имеющих средний размер частиц от примерно 2 до 30 мкм, и/или
- порошок для вакцинации имеет относительно узкую полидисперсность размера частиц, например, от примерно 1,1 до 4,0.
Когда используемый в настоящем документе термин «полидисперсность» относится к размеру частиц сухого порошка для вакцинации, то, пока нет других указаний, он относится к соотношению d (84%) / d (50%), т.е. диаметр, соответствующий 84% на кумулятивной кривой основанного на объеме распределения размера частиц, деленный на диаметр, соответствующий 50% на кумулятивной кривой основанного на объеме распределения размера частиц.
Для соответствия целям настоящего изобретения пригодные к использованию композиции для вакцинации могут быть подходящим образом выбраны объединением определенных субдиапазонов указанных выше важных параметров, в зависимости от типа (вида) и возраста домашней птицы, подлежащей вакцинации. В этом отношении, тип (вид) домашней птицы не является решающим параметром изобретения и может включать не только кур, но также поголовье таких птиц, как индейки, гуси, фазаны, утята и им подобные, и комнатные птицы. Например, порошковая композиция со средним размером частиц от примерно 10 до 30 мкм, предпочтительно, от примерно 15 до 25 мкм, а еще лучше около 20 мкм, особенно желательна для первой вакцинации цыплят в возрасте от одного дня до примерно трех недель. С другой стороны, порошковая композиция для вакцинации со средним размером частиц от примерно 3 до 9 мкм, например от примерно 3 до 6 мкм или около 5 мкм, предпочтительна для вторичной (повторной) вакцинации домашней птицы.
Как можно более низкая полидисперсность размера частиц представляет собой важный параметр точного контроля сухих порошковых композиций для вакцинации и устройств по данному изобретению, и является определяющим параметром в конечном успехе соответствующих способов вакцинации. Подходящую эффективность вакцинации можно уже получить при использовании сухой порошковой композиции по изобретению, где полидисперсность размера частиц составляет менее 3,0, предпочтительно, менее 2,5, а еще предпочтительнее, менее 2,0. Поскольку регуляцию полидисперсности труднее достичь, когда размер частиц меньше, и поскольку должен быть соответствующий баланс между эффективностью вакцинации и затратами на регуляцию полидисперсности, то во многих случаях может быть достаточно, чтобы полидисперсность размера частиц порошковых композиций для вакцинации составляла, по меньшей мере, 1,3 или, по меньшей мере, 1,5, и даже, по меньшей мере, 1,7, принимая во внимание противоречивые требования воспроизводимости изготовления и затрат и эффективности вакцинации. Поэтому подходящие рабочие диапазоны полидисперсности размера частиц порошковой композиции по настоящему изобретению составляют от примерно 1,3 до примерно 3,0, предпочтительно, от 1,5 до 2,5.
Доля одного или более носителей, присутствующих в сухой порошковой композиции, не является ограничивающим признаком настоящего изобретения и обычно не влияет на возможность изготовления композиции. Эту долю специалист в данной области может выбрать, используя известные в данной области стандарты, в зависимости от различных параметров, таких как, но без ограничения указанными, техническая функция (функции) и количество носителей, их взаимная совместимость, тип и концентрация агента ветеринарной (в частности, предназначенной для домашней птицы) вакцины, т.е. тип микроорганизмов (или их частей) и, необязательно, целевой средний размер частиц, который предстоит достичь (например, в зависимости от типа и возраста подлежащей вакцинации домашней птицы). Доля указанного одного или более носителей может варьироваться в широком диапазоне от 0,1% до 99,999%, например от 0,1% до 99,9%, таких как от 0,5% до 99,5% масс. указанной порошковой композиции, или от 1% до 99%, или от 2% до 98%, например от 90% до 99,999% масс. Доля агента вакцинации может, следовательно, находиться в диапазоне от 0,001% до 99,9% масс., например, от 0,001% до 10% масс. указанной сухой порошковой композиции.
Вид и природа указанного одного или более носителей, присутствующих в сухой порошковой композиции, не является ограничивающим признаком настоящего изобретения, при условии, что они вносят вклад в устойчивость вакцины и легкость прямого распыления порошковой формы, и могут быть выбраны специалистом в данной области с использованием стандарта, известного в данной области, в зависимости от различных параметров, таких как, но без ограничения указанными, техническая функция, выполняемая каждым отдельным носителем, его совместимость с другим носителем (носителями) (в случае множественных носителей) и учет затрат. Указанный один или более носителей предпочтительно относятся к ветеринарно-приемлемому типу и могут быть подходящим образом выбраны, но без ограничения, из группы, состоящей из:
- восстанавливающих сахаров, таких как, но без ограничения, глюкоза, фруктоза, манноза, галактоза, сорбоза, ксилоза, рибоза, лактоза, мальтоза, целлобиоза и им подобные,
- полиолы, такие как, но без ограничения, манит, сорбит, мальтит, ксилит, эритрит, инозит и им подобные,
- биологически совместимые полимеры, такие как, но без ограничения, поливинилпирролидон, поливинилацетат, сложные алифатические полиэфиры, поли(лактид), поли(гликолид), поли(лактид-со-гликолид), поликапролактон, поли(лактид-со-капролактон), полиакриловая кислота, каррагенан, хитозан, производные целлюлозы, декстран, химически модифицированный декстран, инулин, мальтодекстрин, полиэтиленгликоль, полиэтиленоксид, полиметакрилаты, поливиниловый спирт, крахмал и им подобные,
- белки, такие как, но без ограничения, альбумин, высушенная молочная сыворотка, казеин и им подобные, и
- липиды, такие как, но без ограничения, DPPC, DSPC и им подобные.
Однако к удивлению было обнаружено, что комбинация восстанавливающего или невосстанавливающего сахара и биологически совместимого полимера оказывает более выраженные эффекты с точки зрения устойчивости вакцины и легкости прямого распыления порошковой формы, по сравнению с другими типами ветеринарно приемлемых носителей, известных в области вакцинации домашней птицы. Поэтому предпочтительно, чтобы такая комбинация составляла существенную долю носителей, присутствующих в сухих порошковых композициях по настоящему изобретению. В определенных обстоятельствах, может быть желательным дополнение этой определенной комбинации носителей другими типами носителей, определенных выше в настоящем документе, таких как, но без ограничения, полиолы, липиды, белки и им подобные.
Использование невосстанавливающего сахара в качестве носителя в сухих порошковых композициях по настоящему изобретению обычно предпочтительнее, чем восстанавливающих сахаров. Это предпочтение можно также достичь использованием их смеси, где доля невосстанавливающих сахаров в смеси является преобладающей.
Эти один или более предпочтительных ветеринарно-приемлемых носителей можно использовать отдельно или, предпочтительно, в комбинации в любых подходящих пропорциях для оптимизации свойств порошка. Например, подходящие стабилизирующие носители имеют тенденцию становиться аморфными после высыхания, и/или действовать в качестве замещающих воду материалов и/или экранировать материал инкапсуляцией, и это поведение может помочь сохранению первоначальной структуры микроорганизма (например, вируса), содержащегося в сухой порошковой композиции, и вносит вклад в устойчивость порошка в течение времени.
Обычные живые, ослабленные и инактивированные вакцины, а также рекомбинантные, субъединичные, пептидные и ДНК-вакцины можно подходящим образом использовать в качестве активного агента для ветеринарной вакцинации в порошковых композициях для ветеринарной вакцинации (предпочтительно, вакцинации домашней птицы) по изобретению.
Агенты вакцины, такие как ослабленные вирусы, которые можно подходящим образом включить в порошковую композицию для ветеринарной вакцинации, в частности в сухую порошковую композицию для вакцинации домашней птицы посредством ингаляции в соответствии с настоящим изобретением, можно получить любыми известными обычными способами. Вкратце, восприимчивый субстрат может заражаться релевантным вирусом, и вирус может размножаться до тех пор, пока не произойдет репликация вируса до желаемой концентрации, после чего собирают содержащий вирус материал. Любой субстрат, способный выдержать репликацию вируса, можно подходящим образом использовать для выполнения настоящего изобретения, включая первичные культуры (птичьих) клеток, таких как фибробласты куриных эмбрионов (CEF) или куриные почечные клетки (CK), или линии клеток млекопитающих, таких как линия клеток VERO или линию почечных клеток детенышей хомячков (BHK). Предпочтительно, вирус размножается в лишенных специфических патогенов (SPF) куриных эмбрионах.
2
5
50
50
50
Конкретнее, подходящий субстрат, на котором может размножаться релевантный вирус, представляет собой яйца SPF, содержащие эмбрион. Яйца, содержащие эмбрион, можно заражать, например, 0,2 мл NDV, содержащими аллантоисную жидкость, включающую, по меньшей мере, 10 эмбриональной инфекционной дозы  (в настоящем документе сокращенно EID) на яйцо. Предпочтительно, 9-12-дневные яйца, содержащие эмбрион, заражают примерно 10 EID и в последующем помещают в инкубатор при 37°С на 2-4 дня, после чего можно собрать продукт вируса ND, предпочтительно, путем сбора аллантоисной жидкости. Затем жидкость можно центрифугировать в течение примерно 10 минут при 2500 g с последующей фильтрацией надосадочной жидкости через фильтр (100 мкм).
Настоящее изобретение также относится к способу получения описанной выше порошковой композиции для ветеринарной вакцинации, в частности сухой порошковой композиции для вакцинации домашней птицы посредством ингаляции, причем способ включает лиофилизацию водного состава, включающего смесь эффективного количества активного агента для ветеринарной вакцинации (предпочтительно, для вакцинации домашней птицы), и подходящее количество, предпочтительно поддерживающее количество, одного или более носителей для указанного активного агента вакцинации (предпочтительно, комбинации восстанавливающего или невосстанавливающего сахара и биологически совместимого полимера), и затем помол прямого продукта указанной стадии лиофилизации с тем, чтобы предоставить указанную порошковую композицию в форме сухих частиц, имеющих средний размер частиц от примерно 2 до примерно 30 мкм и, необязательно, полидисперсность размера частиц от примерно 1,1 до 4,0. Субдиапазоны последних указанных параметров являются вышеописанными в настоящем документе.
В еще одном аспекте, настоящее изобретение относится к способу получения описанной выше сухой порошковой композиции для ветеринарной вакцинации, в частности сухой порошковой композиции для вакцинации домашней птицы посредством ингаляции, причем указанный способ включает лиофилизацию жидкой фазы, включающей смесь эффективного количества ветеринарной вакцины и поддерживающее количество одного или более носителей для указанной ветеринарной вакцины (предпочтительно, комбинации восстанавливающего или невосстанавливающего сахара и биологически совместимого полимера) с тем, чтобы предоставить указанную порошковую композицию в форме сухих частиц, имеющих средний размер частиц от примерно 2 мкм до примерно 30 мкм и, необязательно, полидисперсность размера частиц от примерно 1,1 до 4,0. Способ получения по изобретению, предпочтительно лиофилизация, может осуществляться при температуре, т.е. температуре на впуске, как объясняется ниже, в диапазоне от примерно 30°С до примерно 170°С или даже достигающей 190°С. Специалист в данной области понимает, что в зависимости от типа оборудования для лиофилизации и используемой скорости подачи, температура лиофилизации может быть совершенно различной на впуске и выпуске из устройства для лиофилизации. Температура лиофилизации не является ограничивающим признаком данного аспекта изобретения, и обычные диапазоны температуры находятся в диапазоне от примерно 40°С до примерно 160°С. Оборудование для лиофилизации, используемое в данном аспекте изобретения, не является ограничивающим признаком изобретения и может относиться к любому типу, имеющемуся в продаже, или являющемуся стандартным в данной области.
Порошковая композиция для ветеринарной вакцинации по настоящему изобретению является, ввиду характеристик среднего размера частиц и/или полидисперсности размера частиц, вдыхаемой птицами и поэтому может эффективно использоваться или для профилактической, или терапевтической иммунизации домашней птицы, например любого типа домашней птицы, относящейся к виду куриных, и подходящий путь введения включает, но без ограничения, распыление сухой порошковой композиции для вакцинации над указанной домашней птицей.
В другом аспекте, изобретение предоставляет сухие порошковые композиции для вакцинации домашней птицы, подходящие для включения в устройство для прямого распыления над домашней птицей без восстановления раствора вакцины, избегая потерю концентрации вакцины, и избегая агломерации частиц. Этот аспект изобретения не ограничивается сухой порошковой композицией предыдущих аспектов изобретения, но может также использоваться для любой сухой порошковой композиции для вакцинации домашней птицы с таким же благоприятным действием на исключение потери концентрации вакцины и исключение агломерации частиц.
Еще один аспект изобретения относится к системе для вакцинации, такому как распылительное оборудование, включающее сухую порошковую композицию для ветеринарной вакцинации, предпочтительно, вакцинации домашней птицы, в соответствии с приведенным выше описанием. Конкретнее, настоящее изобретение относится к системе для выполнения вакцинации домашней птицы посредством ингаляции, включающей:
- камеру, содержащую сухую порошковую композицию для вакцинации, включающую эффективное количество вакцины для домашней птицы, включающей одну или более вакцин для домашней птицы и поддерживающее количество одного или более носителей для указанной вакцины для домашней птицы, причем указанная сухая порошковая композиция представлена в форме частиц, имеющих средний размер частиц от 2 до 30 мкм, и полидисперсность размера частиц от 1,1 до 4,0, и
- средство для распыления сухой порошковой композиции для вакцинации над указанной домашней птицей.
Предпочтительно, это оборудование включает средство для пульсирующей подачи указанной сухой порошковой композиции вместе с газом в направлении домашней птицы. Предпочтительно, указанный газ представляет собой воздух. Для эффективного выполнения изобретения нет необходимости в использовании специальных газов-вытеснителей, которые могут вдыхать птицы, и которые могут вызывать проблемы, связанные с дыхательными путями.
Еще один аспект изобретения относится к способу выполнения вакцинации у домашней птицы, причем указанный способ включает распыление сухой порошковой композиции, такой как описанная выше, над указанной домашней птицей. Когда эта стадия вакцинации представляет собой первичную вакцинацию (примирование) домашней птицы в возрасте от двух до трех недель, то указанная сухая порошковая композиция предпочтительно представлена в форме частиц, имеющих средний размер частиц от примерно 10 до 30 мкм, предпочтительнее, от примерно 15 до 25 мкм, или еще лучше, примерно 20 мкм. Когда эта вакцинация представляет собой вторичную вакцинацию (ревакцинацию) домашней птицы в возрасте старше 23 недель, то указанная сухая порошковая композиция представлена предпочтительно в форме частиц, имеющих средний размер частиц от примерно 3 до 9 мкм, предпочтительнее, примерно 5 мкм.
Используемый в настоящем документе термин «композиция для вакцинации в ветеринарии (в частности, домашней птицы)» относится к композиции, включающей, по меньшей мере, один белок или его фрагмент, который провоцирует иммунный ответ, который защищает животное, в частности птицу, от заболевания, при введении в эффективных количествах указанному животному. Для использования в композиции для вакцинации в соответствии с настоящим изобретением ветеринарный активный агент может подходящим образом включать живой ослабленный, инактивированный или рекомбинантный микроорганизм, такой как, но без ограничения, вирусы, бактерии, микоплазма или хламидофила.
Особенно подходящие вакцины представляют собой такие, как живые, ослабленные или инактивированные микроорганизмы, и рекомбинантные, субъединичные, пептидные и ДНК-вакцины из:
- вирусов, таких как, но без ограничения, Paramyxoviridae (например, вирус ньюкаслской болезни, пневмовирусы), Orthomyxoviridae (например, вирус гриппа), Coronaviridae (например, вирус инфекционного бронхита, коронавирус индюшек, торовирус индюшек), Picornaviridae (например, вирус птичьего энцефаломиелита, вирус утиного гепатита, вирус индюшачьего гепатита), Reoviridae (например, ротавирус), Birnaviridae (например, вирус инфекционного бурсита), Retroviridae (например, вирус птичьего лейкоза/саркомы), Astroviridae, Parvoviridae (например, гусиный парвовирус), Adenoviridae, Herpesviridae (например, вирус инфекционного ларинготрахеита, вирус болезни Марека), Pox viridae, Hepadnaviridae (например, вирус утиного гепатита, вирус индюшачьего гепатита), Circoviridae, Papovaviridae (например, вирус гусиной геморрагической полиомы), Caliciviridae, Togaviridae, Arteriviridae, Flaviviridae, Bunyaviridae, Rhabdoviridae, Filoviridae, Arenaviridae,
- бактерий, таких как, но без ограничения, Salmonella, Campylobacter, Escherichia Coli, Pasteurella (холера домашней птицы), Rimerella anatipestifer, Ornithobacterium rhinotracheale, Hemophilus paragallinarum, Bordetella avium (катара верхних дыхательных путей индюшек), Mycoplasma (в частности, Mycoplasma gallisepticum), клостридии, стафилококки, энтерококки, спирохеты, микобактерии и хламидии (пситтакоз, орнитоз),
- грибов, таких как, но без ограничения, Aspergillus и им подобных, и
- паразитов, таких как, но без ограничения: Nematodes, Acanthocephalans, Coccidia, Cryptosporidium и Cochlosoma anatis.
В качестве иллюстрации особенно полезного варианта осуществления настоящего изобретения можно использовать следующие штаммы вируса ньюкаслской болезни:
1
- лентогенные вакцины, такие как, но без ограничения, Hitchner-B, La Sota, клон 30, V4, NDW, 12 и F, и
- мезогенные вакцины, такие как, но без ограничения, Roakin, Lukteswar и Komarov.
В качестве другой иллюстрации особенно полезного варианта осуществления данного изобретения можно использовать следующий штамм вируса птичьего гриппа: штамм H5N1 Asia.
В соответствии с настоящим изобретением, иммунизацию выполняют ингалированием сухой порошковой композиции по изобретению домашней птице. Например, цыплята подвергаются воздействию облака сухой порошковой композиции, имеющей выбранный средний размер частиц и/или выбранную комбинацию носителей, и/или, необязательно, выбранную полидисперсность размера частиц. Длительность иммунитета может зависеть от выбранной программы вакцинации. Одним из самых важных факторов, воздействующих на программы вакцинации, является уровень материнского иммунитета у молодых цыплят, который может значительно варьироваться от фермы к ферме, от партии к партии и среди отдельных цыплят. По этой причине можно использовать одну или более из нескольких следующих стратегий. Или птицы не вакцинируются до возраста 2-4 недель, когда большинство из них будет восприимчиво, или однодневные птицы вакцинируются применением распыляемых вакцин с большим размером частиц. Затем через 3-4 недели проводится ревакцинация.
Распылительная сушка способна непосредственно обеспечить диспергируемые частицы сухого порошка подходящего среднего размера частиц и/или подходящей полидисперсности размера частиц без необходимости их измельчения после стадии распылительной сушки. При этом способе жидкая суспензия вируса быстро трансформируется в высушенную форму в виде частиц подходящего среднего размера частиц и подходящего распределения размера частиц путем распыления в горячей сушащей газообразной среде, такой как, но без ограничения, воздух. Создается большая площадь поверхности раздела между воздухом и водой. Вода быстро испаряется, и сушка завершается в пределах нескольких секунд. В течение ранней стадии сушки, когда поверхность капелек остается на уровне 100% относительной влажности, поверхностная температура поддерживается на уровне температуры мокрого термометра, которая значительно ниже, чем температура горячего воздуха. Сам вирус не будет подвержен воздействию высоких температур, таким образом, содействуя желаемой устойчивости полученного порошкового состава. Когда вода испаряется, воздух вокруг твердой частицы, содержащей вирус, уже охладился вследствие захвата влаги. Денатурации вируса можно также избежать посредством использования носителей, обычно используемых для стабилизации лабильных материалов, таких как предпочтительно комбинация восстанавливающих сахаров или невосстанавливающих сахаров и биологически совместимых полимеров, и, необязательно, полиолов, белков или липидов или их смесей в любых подходящих пропорциях, как указано выше в настоящем документе.
Специалисту в данной области хорошо известно, что полной сухости порошковой композиции нельзя легко достичь или поддерживать в течение времени, пока не обеспечиваются специальные и обычно дорогие условия производства и/или хранения. Поэтому используемый в настоящем документе термин «сухой» не относится к жесткому условию полного отсутствия влаги. При соответствующем выполнении со всеми стандартными промышленными предосторожностями и с использованием имеющегося в продаже оборудования, описанные выше в настоящем документе производственные способы распылительной сушки и лиофилизации способны воспроизводимо достичь во время изготовления получения порошковых композиций с содержанием воды не выше примерно 4% масс., предпочтительно, не выше примерно 3% масс., а предпочтительнее, не выше примерно 2% масс. Такие уровни содержания остаточной влаги порошковой композиции для вакцинации вполне приемлемы для включения указанного порошка в систему для вакцинации по изобретению, и для выполнения способа вакцинации по настоящему изобретению. При соответствующем хранении перед практическим использованием (т.е. избегая избыточной температуры хранения и/или избыточной влажности в помещении для хранения), содержание воды в таких сухих порошковых композициях для вакцинации значительно не увеличивается со временем, в частности, оно не превышает примерно 6% масс. после 12 недель хранения.
3
8
5
7
50
50
Обычно порошковую композицию ветеринарной вакцины в соответствии с изобретением можно вводить в дозе от примерно 10 до 10 EID на животное, предпочтительно, в дозе в диапазоне от примерно 10 до 10 EID.
Настоящее изобретение будет описано в следующих примерах в отношении определенного рабочего варианта осуществления, но изобретение не ограничивается им, а только формулой изобретения.
Пример 1 - Получение сухой порошковой композиции для вакцинации распылительной сушкой
12
50
Водный раствор, содержащий 5% масс. трегалозы и 1% масс. поливинилпирролидона в качестве носителей и вируса ньюкаслской болезни (2,10 EID на грамм твердых веществ), сушили распылением, используя распылительную сушку Mobile Minor. Двухканальное сопло размером 1 мм для двух жидкостей приводили в действие при давлении распыляющего воздуха 1 бар. Температуру на впуске устанавливали на 160°С, что привело вместе со скоростью подачи 26 мл/минуту, к температуре на выпуске 70°С.
Полученный порошок оценивали для определения:
- содержания воды и поглощения воды с использованием титратора Karl Fischer,
- термодинамических свойств дифференциальной сканирующей калориметрией, и
- распределения размера частиц с использованием лазерного рассеивания (см. фиг.1), причем используемое оборудование представляло собой длинную настольную лабораторную версию устройства Mastersizer S (от компании Malvern).
Сразу после получения содержание воды в полученном порошке составляло 3,1% масс. и увеличивалось до 5,9% масс. после одной недели хранения в стеклянных флакончиках с содержащими диоксид кремния колпачками при 22°С и относительной влажности 42%. Полученный материал был полностью аморфным с температурой стеклования 65°С. Полидисперсность размера частиц (определенная, как описано выше в настоящем документе) сухого порошка составила 1,8, а средний размер частиц составил 6 мкм, как показано на фиг.1.
11
50
Сразу после сушки аликвотным количеством порошка заражали яйца SPF, и после инкубации содержание вируса в аллантоисных жидкостях определяли тестом гемагглютинации. Он показал, что 2,10 EID могло сохраниться на грамм высушенного распылением порошка.
Пример 2 - Сравнительная оценка концентрации вируса в воздухе после распыления измельченной сухой порошковой вакцины и жидкой вакцины
7
50
Измельченный сухой порошок для вакцинации, имеющий содержание воды 3,8% масс. и размер частиц, подходящий для вторичной вакцинации домашней птицы (т.е. для осаждения в нижних дыхательных путях), получали в соответствии с изобретением из водного раствора путем использования пилотной растительной сушилки Mobile Minor с двухканальным соплом размером 1 мм (температура на впуске 160°С, температура на выпуске 70°С, скорость подачи 25 мл/минуту, скорость сушащего газа 80 кг/час, давление распыляющего воздуха 2 бара). Подаваемый раствор, направляемый в распылительную сушку, содержал 3% (масс/масс) дигидрата трегалозы, 1% (масс/масс) поливинилпирролидона (PVP), 1% (масс/масс) бычьего сывороточного альбумина (BSA) в дистиллированной воде, в который добавляли 10 EID вируса вакцины Clone 30 на 1 мл подаваемого раствора.
В целях сравнения, имеющуюся в продаже вакцину Clone 30 восстанавливали растворением в 5 мл дистиллированной воды и дополнительно разбавляли до 5 мл для распыления распылительной головкой Walter Pilot I, которую часто используют для экспериментального применения вторичных аэрозольных вакцин.
Распределение размеров частиц сухой порошковой вакцины по изобретению и распределение размеров капелек (на уровне сопла) распыленной сравнительной жидкой вакцины измеряли лазерной дифракцией. Результаты представлены на фиг.2, где кривая (1) относится к измельченной, содержащей трегалозу-PVP-BSA сухой порошковой вакцине по настоящему изобретению, а кривая (2) относится к сравнительному аэрозолю из мелких капелек жидкости. Полидисперсность размера частиц сухой порошковой композиции для вакцинации по настоящему изобретению составляла 2,0, а средний размер ее частиц был 7 мкм. Средний размер капелек сравнительного аэрозоля из мелких капелек жидкости составил 24 мкм.
3
1 г порошковой вакцины и 5 мл разбавленной жидкой вакцины распыляли в изоляторах объемом 1,3 м (28°С и относительная влажность 40%) и сразу после распыления, пробы воздуха брали на желатиновые фильтры для оценки концентрации вируса в воздухе (инкубация в 10-дневных возвращенных к зародышевому состоянию яйцах и последующий анализ гемагглютинации).
6,5
6,1
7,4
3,4
Результаты показаны на фиг.3, где термин «Распыленная доза вируса» представляет теоретическую дозу вируса, которая должна присутствовать в воздухе, если не произошло исчезновение вируса из воздуха осаждением, или он был инактивирован процессом распыления, и где столбик (1) относится к измельченной, содержащей трегалозу-PVP-BSA сухой порошковой вакцине, а столбик (2) относится к сравнительной распыленной вакцине из мелких капелек жидкости. Эти результаты показывают, что высокие концентрации вируса в воздухе были получены при использовании порошковой вакцины сразу после распыления, и что концентрация была лишь несколько ниже, чем теоретическая распыленная концентрация (снижение с 10 до 10). Однако большое снижение титра вируса произошло после распыления вакцины из мелких капелек жидкости (с 10 до менее чем 10), связанное с испарением капелек вакцины в указанных выше климатических условиях.
Пример 3 - Иммунизация цыплят сухой порошковой композиции для вакцинации, имеющей средний размер частиц 7 мкм
3
Измельченный сухой порошок для вакцинации, полученный и охарактеризованный в примере 2, вводили 4-недельным лишенным специфических патогенов бройлерным цыплятам (т.е. без антител NCD), которых содержали в изоляторах объемом 1,3 м. Одна группа получала измельченную сухую порошковую вакцину, и одна группа служила в качестве не вакцинированного «пустого» контроля.
4
6
Через 2 и 4 недели после вакцинации брали образцы крови и оценивали их на наличие антител против вируса NCD анализом ингибирования гемагглютинации (HI). Результаты представлены на фиг.4, где столбик (1) относится к измельченному, содержащему трегалозу-PVP-BSA порошку. Сухая порошковая композиция по изобретению привела к достаточному иммунному ответу через 2 недели после вакцинации при титрах HI, которые выше, чем регулярно получаемые титры HI от 2 до 2 после однократного применения лентогенной вакцины против NCD. Статистический анализ повторности показателей ANOVA (вариационного анализа) показал значимое увеличение титра со 2 по 4 неделю после вакцинации.
Пример 4 - Иммунизация цыплят не измельченной сухой порошковой композицией для вакцинации
Неизмельченный сухой порошок для вакцинации, имеющий содержание воды 3,3% по массе и с размером частиц, подходящим для первичной вакцинации (т.е. для осаждения в верхних дыхательных путях), получали из того же подаваемого водного раствора, как в примере 2, но с использованием распылительной сушки с пьезо-активируемым соплом 30 мкм (температура на впуске 90°С, температура на выпуске 70°С, скорость подачи 30 мл/мин, скорость потока сушащего газа 25 кг/час, частота генерирования капелек 50 кГц).
Распределение размера частиц оценивали тем же способом и оборудованием, как в примере 2 (лазерной дифракцией), и результаты представлены на фиг.2, где кривая (3) относится к неизмельченной, содержащей трегалозу-PVP-BSA сухой порошковой вакцине. Полидисперсность размера частиц составила 1,2, а средний размер частиц был 29 мкм.
3
Вакцину вводили 4-недельным лишенным специфических патогенов бройлерным цыплятам (т.е., без антител NCD), которых содержали в изоляторах объемом 1,3 м. Одна группа получала неизмельченную сухую порошковую вакцину, и одна группа служила в качестве не вакцинированного «пустого» контроля.
4
6
Через 2 и 4 недели после вакцинации брали образцы крови и оценивали их на наличие антител против вируса NCD анализом ингибирования гемагглютинации (HI). Результаты представлены на фиг.4, где столбик (3) относится к неизмельченному, содержащему трегалозу-PVP-BSA порошку. Сухая порошковая композиция по изобретению привела к достаточному иммунному ответу через 2 недели после вакцинации при титрах HI, которые находятся в пределах диапазона, регулярно получаемых титров HI от 2 до 2 после однократного применения лентогенной вакцины против NCD. Статистический анализ повторности показателей ANOVA показал значимое увеличение титра со 2 по 4 неделю после вакцинации. Значимо более низкий иммунный ответ, по сравнению с измельченным, содержащим трегалозу-PVP-BSA порошком примера 3, связан с различными участками осаждения вакцины (т.е. верхние дыхательные пути для неизмельченного порошка, нижние дыхательные пути для измельченного порошка).