Bioteknol<strong>og</strong>inemnda: <strong>Internseminar</strong> 5. september 2001Rekombinante, levende virusvaksinerOdd Magne RødsethForskningssjef, Intervet NorbioSom introduksjon vil jeg gjerne se kort påpremissene bak en eventuell introduksjon <strong>og</strong>bruk av rekombinante, levende virusvaksiner iakvakulturen.Jeg vil snakke veldig kort om markedet forfiskevaksiner <strong>og</strong> strukturen i industrien, <strong>og</strong> så brukelitt mer tid til å se på dagens teknol<strong>og</strong>i: Hvilkebegrensninger har den, <strong>og</strong> hvilke utfordringer har vi?Er det behov for DNA-vaksiner (som John McDougallomtalte i sitt foredrag), <strong>og</strong> for rekombinante, levendevaksiner?Markedet for fiskevaksinerEt spørsmål som det er viktig å ha i mente når visnakker om å kjøre i gang store, kostbare <strong>og</strong> langsiktigeforsknings- <strong>og</strong> utviklingsprosjekter for å introdusereny teknol<strong>og</strong>i, er: Hva er markedet for fiskevaksinen?Verdensmarkedet for fiskevaksiner er på ca. 300-350 millioner NOK. Det tilsvarer et medium stortprosjekt innen humanmedisin. Men sammenliknetmed andre dyr, der det totale dyrevaksinemarkedeter på 21 milliarder, så er det forsvinnende lite. Norgestår i en særstilling mhp. fiskevaksiner med et markedtilsvarende 40-50 % av det totale verdensmarkedet.Likevel er det, hvis vi ser på industrien i dag,klart at det er et langt større potensial enn de300-350 millioner som utgjør det eksisterendevaksinemarkedet. Fremdeles dør det mange fisk.For 10 år siden hadde en alminnelig oppdretter iNorge 35-40 % tap fra fisken ble overført til sjøentil slakting. Den situasjonen er fremdeles realiteteni mange andre akvakulturindustrier. Så det eråpenbart et stort potensial. Produksjonen av fisk <strong>og</strong>skalldyr er på nesten 20 milliarder tonn i dag. IfølgeFAOs pr<strong>og</strong>noser, er produksjonen om 10 år oppe i100 milliarder tonn, mens de andre dyreartene somde store veterinærfarmasøytiske firmaene i dagbaserer sine produkter på i beste fall vil flate ut. Slikepr<strong>og</strong>noser har ført til en sterk posisjonering blant destore aktørene innen veterinærmedisin <strong>og</strong> oppkjøpav de små universitetsbaserte <strong>og</strong> forskningsbasertevaksineselskapene som henvender seg til akvakulturen.Pr. i dag er alle sammen blitt oppkjøpt<strong>og</strong> integrert i de ti største dyrehelseselskapene.Konklusjonen på dette er at de som driver medfiskevaksine i dag, utvilsomt har finansiell ryggrad.De har kunnskap <strong>og</strong> teknol<strong>og</strong>i. Alt som må til for åimplementere nye teknol<strong>og</strong>iplattformer er på plass– spørsmålet er om viljen er der <strong>og</strong> om det koster merenn det smaker å kjøre løpet.Hvilke typer fiskevaksiner finnes i dag?Jeg skal bruke en del lokale eksempler. Infeksiøslakseanemivirus er det ”hotteste” viruset ilakseindustrien <strong>og</strong> det var et særnorsk fenomenveldig lenge. Sykdommen ble første gang påvisttilbake i 1984-1985. Forskningen kom i gang påslutten av 1980-tallet. Først i 1994 ble viruset påvist<strong>og</strong> identifisert ved hjelp av elektronmikroskopi,det vil si at sykdommen ble assosiert med viruset.Identifiseringen av ILA-viruset kostet 30 millioner iFoU-midler. Så gikk det ytterligere 3 år før miljøeneved Veterinærhøgskolen <strong>og</strong> Veterinærinstituttetklarte å etablere cellelinjer slik at man fikk dyrketopp viruset <strong>og</strong> dermed <strong>og</strong>så verifisert at ILA-virusetvar kausal agens til sykdommen.Først når du har klart å dyrke viruset, begynnerkaskadereaksjoner å skje. Pr. i dag er de flesteav gensegmentene identifisert, sekvensert <strong>og</strong>patentert.14
<strong>Fiskevaksiner</strong> <strong>og</strong> genteknol<strong>og</strong>iDette er <strong>og</strong>så en litt “tragisk” historie: ILA-virusetvar et særnorsk fenomen. Fram til 1996-1997 var detingen andre land som hadde oppdaget det. Det varkun Norge som hadde det. Norske forskere gjordeall grunnforskningen <strong>og</strong> utviklet alle nødvendigeforskningsverktøy som skulle til for å dyrke viruset<strong>og</strong> for å isolere <strong>og</strong> karakterisere genene. Så komspredningen. Canada <strong>og</strong> UK fikk det, <strong>og</strong> dette satteselvfølgelig i gang forskningsaktiviteter i de landenemed isolering <strong>og</strong> sekvensering av gener, <strong>og</strong> pr. i dagvet vi vel egentlig ikke hvem som har patentrettigheterpå de ulike genene, men de fleste av dem er i alle fallikke på norske hender.De fleste av genene i ILA-viruset (se figur) er nåidentifisert <strong>og</strong> karakterisert, <strong>og</strong> vi vet hvilke proteinerde koder for. Kanskje mangler esterasen. Det er detsiste som bør komme i boks.OK, la oss utvikle en vaksine. De metodene somtradisjonelt har vært brukt, <strong>og</strong> som fremdeles er i brukfor ILA-vaksine, er å basere vaksinen på inaktivertevirus. Man dyrker viruset, inaktiverer hele virusetved hjelp av formalin <strong>og</strong> bruker det som vaksine;eventuelt renser du opp de vesentlige komponentene,strukturelle proteiner på overflaten, som så benyttessom aktive komponenter i den ferdige vaksinen.ILA-virus er et ortomyxovirus, et influensalignendevirus, <strong>og</strong> her finnes det mye erfaring <strong>og</strong> tidligere arbeidgjort på både mennesker <strong>og</strong> dyr. Problemet meddenne måten å lage vaksine på er prisen. Fremdelesi år 2001 blir mesteparten av influensavaksineprodusert på denne måten: Man inokulerer levendekyllingfostre med viruset, så høster man det etter atviruset har vokst der en uke eller to. Deretter rensesvirusløsningen <strong>og</strong> eventuelt separerer de proteinersom er vitale bestanddeler i en vaksine. Men detteblir dyrt. 200 kroner for en dose influensavaksine harvi i den vestlige verden råd til å investere i egen helse,men en oppdretter har ikke råd til å betale mer enn1-2 kroner per vaksinedose.En modell av ILA-viruset.Rekombinante, inaktiverte produkterDet som <strong>og</strong>så er blitt benyttet <strong>og</strong> kommersialisertinnen fiskevaksine, er å bruke rekombinante proteinerder man bruker rekombinante organismer somprodusenter av proteiner, men der endeproduktet erinaktivert. Man har per i dag en rekke slike systemertilgjengelige. E. coli er den klassiske som ble benyttetfra begynnelsen av. Det som er ulempen med å benytteprokaryote systemer (E. coli) er at den ikke har sammereguleringsmekanismene som eukaryote systemer,<strong>og</strong> du får som oftest ikke den rette konfigurasjon påendelig produserte proteiner. De blir <strong>og</strong>så produsertintracellulært, noe som krever bruk av kostbarrensemetodikk.I dag er det utviklet en rekke ekspresjonssystemersom i utgangspunktet muliggjør produksjonav proteiner som langt på vei mimikerer denopprinnelige struktur <strong>og</strong> funksjon. Man har foreksempel ulike gjærsystemer. Hepatitt-B-vaksinen tilmennesker blir produsert i gjær. Det finnes <strong>og</strong>så andreproduksjonssystemer der man bruker baculovirus <strong>og</strong>insektceller.Vi har brukt en type baculovirussystem til åprodusere hemagglutinin fra ILA-virus. Systemethar evnen til å produsere store mengder avhemagglutinin-subenhetene. Denne metoden blirofte brukt i innledende forskningsfaser der det ersnakk om å drive funksjonelle studier for å verifisereat det genet vi jobber med virkelig er det vi leter etter.Og HA-genet er sannsynligvis ekstremt vitalt medhenblikk på vaksine mot ILA-viruset.Hvor godt fungerer dagens fiskevaksineteknol<strong>og</strong>i?La oss se på den teknol<strong>og</strong>ien vi har tilgjengelig i dag,<strong>og</strong> i hvilken grad produkter basert på tilgjengeligteknol<strong>og</strong>i klarer å tilfredsstille behovet som er inæringen. Målet med å vaksinere er å ”trigge” enbeskyttende immunrespons <strong>og</strong> lure fisken til å tro atdet her er en infeksjon. Så lenge man presenterer etinaktivt antigen så mobiliserer ikke fisken de typerresponser som ofte er nødvendig for å oppnå en høy<strong>og</strong> varig beskyttelse. Inaktiverte antigener klarer aldriå mimikerer det riktige opptaket, prosesseringen<strong>og</strong> presentasjonen som gjør at immunsystemetmobiliserer viktige deler av immunforsvaret <strong>og</strong>da hovedsakelig den cellulære immunresponsen.Dette er ofte nødvendig for å oppnå beskyttelse motintracellulære pat<strong>og</strong>ener. En god del av virusene,samt en rekke andre bakterielle pat<strong>og</strong>ener sommykoplasma, tuberkulose <strong>og</strong> rickettsia krever encellulær respons. Det er en god del sykdommer <strong>og</strong>såinnen akvakultur der vi med dagens teknol<strong>og</strong>i ikkehar muligheter til å utvikle effektiv vaksine.De fleste inaktive vaksiner krever adjuvans, det vil sihjelpestoff som bidrar til å mobilisere immunsystemet15