Challenge experiments to evaluate cross‐protection induced at the trachea and kidney level by vaccine strains and Belgian nephropathogenic isolates of avian infectious bronchitis virus

Summary

Intravenous and aerosol challenge experiments were conducted to evaluate tracheal and renal cross‐protection in chickens immunized either with infectious bronchitis virus vaccine strains or with nephropathogenic infectious bronchitis virus (NIBV)‐isolates. Intravenous challenge was carried out with four Belgian NIBV‐isolates and with the Italian NIBV‐strain AZ23.74. Virus titrations of tracheas collected at different times after aerosol challenge with the Belgian reference NIBV‐strain B1648 demonstrated that only chickens immunized with the serologically closely related Belgian NIBV‐field isolates showed strong trachea protection. The three vaccine strains H120, H52 and D274 and the heterologous NIBV‐strain AZ23.74 did not induce protection of the respiratory tract against B1648. However, immunization with the latter strains shortened the period of replication of the challenge virus in the trachea.

All chickens immunized with NIBV were strongly protected against nephritis after challenge with a homologous or heterologous NIBV‐isolate. Vaccination with H52 gave partial kidney protection against NIBV challenge. Vaccination with H120 or D274 did not reduce kidney infection after NIBV challenge, as demonstrated by the incidence of mortality and kidney‐immunofluorescence. Protection of the kidney was similar whether the challenge was performed intravenously or by aerosol.

The results of both challenge experiments show that the development of a vaccine strain based on the Belgian NIBV‐serotype is indicated to control NIBV in Belgian broiler flocks.

Resume

Des épreuves par voie intraveineuse et aérosol ont été réalisées afin d'évaluer la protection croisée de la trachée et des reins chez des poulets immunisés avec des souches vaccinales du virus de la bronchite infectieuse ou des souches de virus néphropathogènes de la bronchite infectieuse (VBIN). Une épreuve intraveineuse a été réalisée avec quatre souches VBIN belges et avec la souche VBIN AZ23.74 italienne. Le titrage du virus dans la trachée sur les prélèvements recueillis à divers intervalles après une épreuve par aérosol avec la souche VBIN belge B1648 a démontré que seuls les poulets immunisés avec les souches VBIN belges étroitement liés antigéniquement ont présenté une forte protection de la trachée. Les trois souches vaccinales H120, H52 et D274 et la souche hétérologue VBIN AZ23.74 n'ont pas induit une protection des voies respiratoires vis à vis de la souche B1648. Toutefois, une immunisation avec ces dernières souches a réduit la période de replication du virus d'épreuve dans la trachée.

Tous les poulets immunisés avec les souches VBIN étaient fortement protégés contre la néphrite après épreuve avec une souche hétérologue ou homologue de VBIN. Une vaccination avec la souche H52 a conféré une protection partielle du rein après épreuve avec la souch VBIN. Une vaccination avec H120 ou D274 n'a pas réduit l'infection du rein après épreuve avec la souche VBIN, ainsi qu'il a été démontré par l'incidence de la mortalité et l'immunofluorescence du rein. La protection du rein était identique avec une épreuve intraveineuse ou par aérosol.

Les résultats des deux séries d'épreuve montrent que le développement d'une souche vaccinale utilisant le sérotype de souche VBIN belge est indiqué afin de contrôler les VBIN chez les poulets de chair belges.

Zusammenfassung

Es wurden Versuche mit intravenösen und Aerosol‐Testinfektionen durchgeführt, um die Kreuzimmunitaät im Bereich von Trachea und Nieren bei Küken zu untersuchen, die entweder mit Impfstämmen des Bronchitisvirus oder mit nephropathogenen Bronchitisvirus (NIBV)‐Isolaten immunisiert worden waren. Intravenöse Testinfektionen wurden mit 4 belgischen NIBV‐Isolaten und mit dem intalienischen NIBV‐Stamm AZ23.74 vorgenommen. Virustitrationen von Tracheen, die zu verschiedenen Zeiten nach der Aerosol‐Testinfektion mit dem belgischen NIBV‐Referenzstamm B1648 entnommen wurden, zeigten, daß nur Küken, die mit den serologisch eng verwandten belgischen NIBV‐Feldisolaten immunisiert waren, einen starken Trachea‐Schutz aufwiesen. Die drei Impfstämme H120, H52 und D274 und der heterologe NIBV‐Stamm AZ23.74 bewirkten keinen Schutz der Atemwege gegen B1648. Die Immunisierung mit letzteren Stämmen verkürzte jedoch die Replikationszeit des Testvirus in der Trachea.

Alle mit NIBV immunisierten Küken waren gegen eine Nephritis nach Testinfektion mit einem homologen oder heterologen NIBV‐Isolat stark gesch; auutzt. Die Vakzinierung mit H52 ergab einen partiellen Schutz der Nieren gegen die Testinfektion mit NIBV. Vakzinierungen mit H120 oder D274 reduzierten die Niereninfektion nach NIBV‐Testinfektion nicht, wie durch die Häufigkeit von Mortalität und Nieren‐Immunfluoreszenz nachgewiesen wurde. Der Schutz der Niere war weitgehend unabhängig davon, ob die Testinfektion intravenös oder durch Aerosol erfolgte.

Die Resultate beider Testinfektionsversuche zeigen, daß die Entwicklung eines Immpfstammes auf der Grundlage des belgischen NIBV‐Serotyps angebracht ist, um NIBV in belgischen Mastkükenherden zu bekämpfen.

Resumen

Se realizaron infecciones experimentales por aerosol e intravenosas para evaluar la protección cruzada a nivel de la tráquea y los ríñones en pollos inmunizados bien con cepas vacunales del virus de la bronquitis infecciosa o con aislamientos nefropatogénicos del virus de la bronquitis infecciosa (NIBV). La inoculación intravenosa se llevó a cabo con cuatro aislamientos belgas de NIBV y con la cepa italiana de NIBV AZ23.74. La titulación de virus en las tráqueas recogidas a diferentes tiempos tras la exposición por aerosol con la cepa belga de referencia B1648 de NIBV demostró que sólo los pollos inmunizados con aislamientos de campo belgas de NIBV intimamente relacionados serológicamente mostraron una intensa protección a nivel de la tráquea. Las tres cepas vacunales H120, H52 y D274 y la heteróloga AZ23.74 de NIBV no indujeron protección en el tracto respiratorio frente a B1648. No obstante, la inmunización con las últimas cepas acortó el periodo de replicación del virus expuesto en la tráquea.

Todos los pollos inmunizados con NIBV fueron protegidos intensamente frente a la nefritis tras la exposición con un aislamiento homólogo o heterólogo de NIBV. La vacunación con H52 confirió una protección parcial a los ríñones frente a la exposición al NIBV. La vacunación con H120 o D274 no redujo la infección renal tras la exposición a NIBV, como quedó demostrado por la incidencia de mortalidad y por las pruebas de inmunofluorescencia en el riñón. La protección del riñón fue similar cuando la exposición fue por aerosol o via intravenosa.

Los resultados de ambos experimentos muestran que está indicado el desarrollo de una cepa vacunal basada en el serotipo belga de NIBV en los grupos de broiler belgas.