Identification of Efficacious Vaccines Against Contemporary North American H7 Avian Influenza Viruses

Avian Dis. 2021 Mar;65(1):113-121. doi: 10.1637/aviandiseases-D-20-00109.

Abstract

Five vaccines, including four inactivated, whole-virus water-in-oil adjuvanted vaccines and a commercial nonreplicating alphavirus-vectored RNA particle (RP) vaccine were evaluated in chickens for their ability to provide protection against challenge with a recent H7 highly pathogenic avian influenza virus (AIV) from the United States (A/turkey/IN/1403-1/2016 H7N8). One of the inactivated vaccines and the RP vaccine were prepared with A/turkey/IN/16-01571-6/2016 H7N8 low pathogenic AIV (LPAIV; TK/IN/16), which is identical to the challenge virus, except for the proteolytic cleavage site of the hemagglutinin protein. The remaining three inactivated vaccines were prepared with other North American H7 LPAIVs. The hemagglutination inhibition assay was used to evaluate the antigenic relationships among the vaccines and selected recent H7 AIV isolates. All five vaccines provided protection against mortality. The inactivated vaccines reduced virus shedding significantly at 2 and 4 days post challenge compared with sham-vaccinated chickens. In contrast, the RP vaccine did not significantly reduce virus shedding. The inactivated vaccine prepared with TK/IN/16 elicited the highest antibody responses, which suggests it is a strong candidate for use as an antigen for North American H7 AIVs. Antigenic distance calculations showed that the four inactivated vaccine strains and other recent North American H7 isolates are antigenically similar, which suggests that the vaccines evaluated here would be similar enough to provide protection to other North American H7 AIVs. If future H7 outbreaks in poultry warrant vaccination, the field strain can be rapidly evaluated with these antigens and, if adequately related, one of these characterized strains may be used.

Artículo reguarl—Identificación de vacunas eficaces contra los virus contemporáneos de la influenza aviar H7 de América del Norte. Se evaluaron cinco vacunas, incluidas cuatro vacunas inactivadas con virus completo y con adyuvante de agua en aceite y una vacuna comercial de partículas de ARN en un vector de alfavirus no replicante (RP) en pollos para determinar su capacidad para brindar protección contra el desafío con un virus de influenza aviar altamente patógena H7 (AIV) de los Estados Unidos (A/pavo/IN/1403-1/2016 H7N8). Una de las vacunas inactivadas y la vacuna de partículas de ARN se prepararon con un virus de influenza aviar de baja patogenicidad A/pavo/IN/16-01571-6/2016 AIV de baja patogenicidad H7N8 (LPAIV; TK/IN/16), que es idéntico al virus de desafío, excepto por el sitio de disociación proteolítica de la proteína hemaglutinina. Las tres vacunas inactivadas restantes se prepararon con otros virus de baja patogenicidad H7 de América del Norte. El ensayo de inhibición de la hemaglutinación se utilizó para evaluar las relaciones antigénicas entre las vacunas y los aislados del virus de influenza aviar H7 recientes seleccionados. Las cinco vacunas proporcionaron protección contra la mortalidad. Las vacunas inactivadas redujeron significativamente la diseminación del virus a los 2 y 4 días posteriores al desafío en comparación con los pollos que recibieron la vacunación falsa. Por el contrario, la vacuna de partículas de ARN no redujo significativamente la diseminación del virus. La vacuna inactivada preparada con el virus TK/IN/16 provocó las respuestas de anticuerpos más altas, lo que indica que es un fuerte candidato para su uso como antígeno contra los virus de influenza aviar H7 de América del Norte. Los cálculos de la distancia antigénica mostraron que las cuatro cepas de vacunas inactivadas y otros aislados recientes del subtipo H7 de América del Norte son antigénicamente similares, lo que sugiere que las vacunas evaluadas en este estudio serían lo suficientemente similares para brindar protección a otros virus de influenza aviar de H7 de América del Norte. Si futuros brotes de H7 en la avicultura justifican la vacunación, la cepa de campo se puede evaluar rápidamente con estos antígenos y si están adecuadamente relacionados, se puede utilizar una de estas cepas caracterizadas.

Keywords: H7 influenza; RNA particle vaccine; alphavirus vectored vaccine; antigenic cartography; avian influenza; highly pathogenic avian influenza; poultry vaccination.

Publication types

  • Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.

MeSH terms

  • Adjuvants, Immunologic / administration & dosage
  • Animals
  • Chickens*
  • Influenza A virus / immunology*
  • Influenza Vaccines / administration & dosage*
  • Influenza Vaccines / immunology
  • Influenza in Birds / prevention & control*
  • Influenza in Birds / virology
  • North America
  • Poultry Diseases / prevention & control*
  • Poultry Diseases / virology
  • Vaccination / veterinary*

Substances

  • Adjuvants, Immunologic
  • Influenza Vaccines