München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Die kutane Leishmaniose ist eine Infektionskrankheit, die besonders in tropischen und Wüstenregionen endemisch ist, mit einer Inzidenz von 1,5 Millionen Fällen im Jahr und einer Prävalenz von 12 Millionen Infizierten weltweit. Die Infektion kann durch den intrazellulären Parasiten Leishmania major hervorgerufen werden. Am Mausmodell ist die Krankheit ausführlich untersucht. Wie dabei deutlich wurde, ist für die Immunität gegen den Erreger die Induktion einer Klasse von Interferon (IFN)--produzierenden CD4+ T-Helfer-Zellen (TH1-Zellen) entscheidend, welche Makrophagen dazu aktivieren, die von ihnen beherbergten Parasiten abzutöten. Die Umlenkung der Immunantwort in Richtung einer schützenden TH1-Antwort wird auch der Schlüssel zu einem effektiven Impfstoff sein. Ex vivo mit Leishmanienantigenen beladene dendritische Zellen sind vor einiger Zeit als Vakzine gegen L. major-Infektionen beschrieben worden. Ein einzelnes rekombinantes Antigen, LeIF (Leishmania homologue of eukaryotic ribosomal initiation factor 4a), ein parasitäres Protein, das die IL-12-Produktion durch dendritische Zellen stimuliert und das als mikrobiell konserviertes Strukturmolekül (pattern-associated molecular pattern; PAMP) diskutiert wird, vermittelte dabei, zum Pulsen von dendritischen Zellen verwendet, einen schützenden TH1-abhängigen Effekt. Der Einsatz rekombinanter Proteine ist jedoch mit etlichen Nachteilen verbunden, weshalb andere Methoden zur Verabreichung von Antigenen entwickelt wurden. Aus der Tumorforschung ist unlängst die RNA-Elektroporation dendritischer Zellen als eine sichere und vielseitige Methode hervorgegangen, bei der eine große Anzahl von RNA-Molekülen, die für ein bestimmtes Antigen kodieren, durch einen elektrischen Impuls in das Cytosol dendritischer Zellen gelangt. Die vorliegende Arbeit beschreibt zum ersten Mal die Transfektion dendritischer Zellen mit RNA eines molekular definierten Parasitenantigens. Zunächst erfolgte die Etablierung eines standardisierten Protokolls für die RNA-Transfektion mit dem enhanced green fluorescent protein (EGFP) als Reporterantigen. EGFP-RNA war gut translatierbar in einem In-vitro-Translationssystem, und es konnten sowohl eine Zellinie (fetal skin-derived dendritic cells; FSDC) als auch primäre, aus Knochenmarkkulturen der Maus gewonnene dendritische Zellen (bone marrow-derived dendritic cells; BMDC) mit einem Anteil von bis zu 90% bzw. 75% effizient EGFP-transfiziert werden. In beiden Zelltypen wurde die maximale Transfektionseffizienz mit 20 µg RNA erreicht, die mit größeren Mengen an RNA nicht weiter zu steigern war. Die Höhe der Antigenexpression, gemessen als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) in der Durchflußzytometrie, war direkt proportional zur verwendeten RNA-Menge. In FSDC waren die Transfektionseffizienz und die MFI generell höher als in BMDC bei gleicher RNA-Menge. Zudem konnte gezeigt werden, daß eine Behandlung mit LPS die Kinetik beeinflußt: Die maximale Expression war höher und wurde auch eher erreicht, worauf zudem ein schnellerer Abfall folgte. In den Transfektionsexperimenten mit LeIF wurden zwei Varianten von LeIF-RNA verwendet: eine für die gesamte LeIF-Sequenz kodierende LeIF(fl)-RNA, und eine nur für die aminoterminale Hälfte der LeIF-Sequenz (226 Aminosäuren), dem immunogenen Teil des LeIF-Moleküls, kodierende LeIF(226)-RNA. Im Western Blot von Ganzzellysaten dendritischer Zellen war nur LeIF(fl) nach Transfektion nachzuweisen, wohingegen LeIF(226) in LeIF(226)-transfizierten BMDC nie nachzuweisen war. Da beide Konstrukte aber gut im zellfreien System translatierbar waren, stellte der fehlgeschlagene Nachweis von LeIF(226) kein Fehlschlagen der RNA-Translation, sondern vielmehr einen raschen Antigenabbau dar. Es bestand daher die Erwartung, daß LeIF(226)-transfizierte BMDC trotzdem in der Lage sein müßten, von LeIF(226) abgeleitete antigene Peptide an T-Zellen von mit rekombinantem LeIF (rLeIF) immunisierten BALB/c-Mäusen zu präsentieren. Diese Vermutung wurde durch Messung von IFN- in Stimulationsversuchen mit BMDC und T-Zellen bestätigt, die zeigten, daß am Tag 7 der Kultur mit rLeIF gepulste, LeIF(226)- und LeIF(fl)-transfizierte BMDC in der Tat antigenspezifisch T-Zellen aus LeIF-immunisierten Mäusen aktivierten. IL-4 hingegen wurde nicht produziert, was mit der Tatsache vereinbar ist, daß in Lymphknoten LeIF-vakzinierter Mäusen hauptsächlich T-Zellen vom TH1-Typ zu finden sind. In den Überständen LeIF-transfizierter BMDC-Kulturen, im Gegensatz zu rLeIF-gepulsten BMDC, waren die proinflammatorischen Zytokine IL-1β, IL-6, IL-10 und IL-12 nicht nachzuweisen. Dieser Effekt lag nicht am Elektroporationsvorgang, da die Zytokinproduktion von mit rekombinantem LeIF elektroporierten BMDC nur teilweise beeinträchtigt war. Die Expression von CD86 war nach LeIF-Transfektion zudem geringer als nach Pulsen mit rLeIF. LeIF-Transfektion führte mithin nicht zur Reifung dendritischer Zellen. LeIF-transfizierte BMDC könnten im Ergebnis als antigenspezifische Toleranzinduktoren fungiert haben, mit regulatorischen T-Zellen als Respondern. Der Effekt der Transfektion mit LeIF-RNA auf die immunstimulatorische Wirkung von BMDC war nicht signifikant erhöht, wenn BMDC am Tag 8 oder 9 der Kultur verwendet wurden. BMDC, die am Tag 8, und mehr noch am Tag 9 mit rLeIF gepulst wurden, induzierten hingegen eine energische T-Zell-Antwort. BMDC vom Tag 9 waren sogar in der Lage, naive T-Zellen zu aktivieren. Bevor eine starke, gegen LeIF gerichtete T-Zell-Antwort eingeleitet werden kann, müssen dendritische Zellen also letztlich – neben Präsentation des Antigens und Expression kostimulatorischer Moleküle – eine gewisse „Empfindlichkeit“ gegenüber dem Strukturmolekül LeIF besitzen, die mit ihrem Reifungsalter in Zusammenhang steht. Dieses dritte Signal wird nicht durch intrazelluläres LeIF nach Transfektion mit LeIF-RNA übermittelt, oder es wird unterdrückt. Darüber hinaus war nach Elektroporation von rLeIF die IL-12-Produktion von BMDC gänzlich aufgehoben, die Produktion von IL-1 bei höheren Antigendosen reduziert und die Produktion von IL-10 teilweise erhöht. Die Produktion von IL-6 war unbeeinflußt. Dieses veränderte Zytokinprofil legt eine Doppelnatur von LeIF als PAMP nahe: Neben der bei extrazellulärem Vorliegen von LeIF erwiesenen Eigenschaft, die Produktion von IL-12 zu stimulieren, welches die Resistenz des Wirtes gegen L. major steigert, könnte LeIF bei intrazellulärem Vorliegen auch zu Evasionsmechanismen des Parasiten vor dem Immunsystem des Wirtes beitragen, möglicherweise durch Wechselwirkung mit MAP (mitogen-activated protein)-Kinase-Signalwegen. Die Eigenschaften von LeIF als Adjuvans hängen also sowohl von der Verabreichungsmethode (Transfektion mit RNA bzw. Pulsen mit dem rekombinanten Protein) als auch vom Zielkompartiment (extra- bzw. intrazellulär) ab. Zusammenfassend konnte also in dieser Arbeit gezeigt werden, daß BMDC mit einem Parasitenantigen transfizierbar sind. Das Antigen wird dabei prozessiert und präsentiert, aber von dendritischen Zellen nicht als PAMP erkannt. Durch Transfektion mit antigenkodierender mRNA alleine werden mithin nicht alle notwendigen Signale für die Induktion einer potenten Immunantwort übermittelt. / Cutaneous leishmaniasis is an infectious disease that is endemic especially in tropical and desert regions with an incidence of 1.5 million cases per year and a prevalence of 12 million people infected worldwide. The infection can be caused by the intracellular parasite Leishmania major. The disease has been studied extensively in the murine model. It has become apparent that the induction of a class of interferon (IFN)--producing CD4+ T helper cells (TH1 cells) that activate macrophages to kill the parasites they harbor is desicive for the establishment of immunity. The redirection of the host’s immune response towards a protective TH1 phenotype will also be the key to an effective vaccine. Dendritic cells (DC) loaded with leishmanial antigens ex vivo were lately described as vaccines against L. major infections. One single recombinant Leishmania antigen, LeIF (Leishmania homologue of eukaryotic ribosomal initiation factor 4a), which was identified as a protein that stimulates DC to secrete interleukin (IL)-12 and discussed as a pattern-associated molecular pattern (PAMP), was found to mediate a protective TH1-dependent effect when used for pulsing of DC. The application of recombinant proteins is tied to many disadvantages, which is why other methods of antigen administration have been developed. RNA electroporation of DC has recently emerged from tumor research as a safe and versatile method of antigen delivery, by which a large number of RNA molecules encoding a specific antigen gains access to the cytosol of DC by an electrical impulse. The present study describes, for the first time, transfection of DC with RNA encoding a molecularly defined parasite antigen. Initially, a standardized protocol for RNA transfection was established, using the enhanced green fluorescent protein (EGFP) as reporter antigen. EGFP-RNA was well translatable in an in vitro translation system, and both a DC cell line (fetal skin-derived DC; FSDC) and murine primary bone marrow-derived DC (BMDC) could be transfected efficiently, with a yield of up to 90% and 75%, respectively. In both cell types, maximal transfection efficiency was attained with 20 µg RNA and could not be further increased with larger amounts of RNA. The level of antigen expression, measured as the mean fluorescence intensity (MFI) by flow cytometry, was directly proportional to the amount of RNA used for transfection. In FSDC, transfection efficiency and MFI were generally higher than in BMDC when the same amounts of RNA were used. Furthermore, the kinetics was shown to be sensitive to treatment with lipopolysaccharide (LPS): the expression peak was higher and was reached sooner, followed by a more rapid decline. In transfection experiments with LeIF, two variants of LeIF-RNA were used: LeIF(fl)-RNA, encoding the complete LeIF sequence, and LeIF(226)-RNA, encoding only the aminoterminal half of the LeIF sequence (226 amino acids), the immunogenic part of LeIF. Only LeIF(fl) was detectable by Western Blot in whole cell lysates of BMDC after LeIF(fl)-RNA transfection, whereas LeIF(226) could never be detected in LeIF(226)-transfected BMDC. However, as both constructs were well translatable in a cell-free system, the failure to detect LeIF(226) in BMDC lysates did not represent a failure in RNA translation, but rather a rapid antigen degradation. It was therefore expected that LeIF(226)-transfected BMDC should nevertheless be able to present LeIF(226)-derived antigenic peptides to T cells from BALB/c mice primed with recombinant LeIF (rLeIF). This hypothesis was confirmed by measuring IFN- production in BMDC-T cell co-incubation assays, showing that rLeIF-pulsed, LeIF(226)- and LeIF(fl)-transfected day 7 BMDC did indeed activate T cells from LeIF-immunized mice in an antigen-specific manner. In contrast, IL-4 was not produced, which was consistent with the fact that T cells found in lymph nodes from LeIF-primed mice are primarily of the TH1 type. In the supernatants of LeIF-transfected BMDC cultures, in contrast to rLeIF-pulsed BMDC, the proinflammatory cytokines IL-1β, IL-6, IL-10 and IL-12 were not detected. This effect was not due to the electroporation procedure, as cytokine production by BMDC electroporated with rLeIF was only partially impaired. Also, the expression levels of CD86 were lower upon LeIF transfection than after pulsing with rLeIF. Thus, LeIF transfection did not induce maturation of DC. In conclusion, LeIF-transfected BMDC may have acted as semi-mature antigen-specific tolerance inducers, with regulatory T cells as responders. The effect of LeIF transfection on the immunostimulatory capacity of BMDC was not significantly increased when day 8 or 9 BMDC were used. However, day 8, and even more day 9 BMDC pulsed with rLeIF mounted a vigorous T cell response. Day 9 BMDC were able to activate naïve T cells. In conclusion, before a strong T cell response against LeIF can be induced, DC need to – besides presenting antigen and expressing co-stimulatory molecules – exhibit a susceptibility to the innate signaling molecule LeIF which is linked to their maturation age. This third signal is provided by extracellular rLeIF, but it is not conveyed – or is suppressed – by intracellular LeIF after LeIF-RNA transfection. Furthermore, electroporation of rLeIF abrogated IL-12 production by BMDC completely, the production of IL-1 was reduced with higher antigen doses, and the production of IL-10 was partially increased. The IL-6 production was unaffected. This altered cytokine profile suggests that LeIF as a PAMP might have a bipartite nature: besides exhibiting the capacity to stimulate IL-12 production upon extracellular presence, thereby enhancing host resistance against L. major, LeIF could also contribute to parasitic host evasion mechanisms from intracellular compartments of DC, possibly by interfering with mitogen-activated protein (MAP) kinase signaling pathways. Thus, the adjuvant properties of LeIF depend both on its mode of delivery (transfection with RNA vs. pulsing with the recombinant protein) and the targeted compartment (extra- vs. intracellular). From this work, it can be summarized that BMDC are well transfectable with a parasite antigen. The antigen is processed and presented, but it is not recognized as a PAMP by DC. Hence, transfection with antigen-encoding mRNA by itself does not convey all necessary signals for the elicitation of a potent immune response.

Die Impfung mittels Antigen-beladener dendritischer Zellen [DZ] ist mittlerweile eine gut etablierte Technik, die dann zum Einsatz kommt, wenn Standard-Impftechniken versagen, vor Krankheiten zu schützen beziehungsweise diese zu heilen. Die Effizienz dieser Technik konnte bereits für diverse Infektionskrankheiten und Krebserkrankungen in experimentellen Tiermodellen sowie am Menschen gezeigt werden. Hierbei ist die Möglichkeit zur wohldefinierten Manipulation und Antigenbeladung der DZ ein großer Vorteil gegenüber den konventionellen Ansätzen. Jedoch ist vor allem bei der Anwendung im klinischen Bereich die Präparation, Herstellung und Manipulation dieser autologen DZ mit einem erheblichen technischen, zeitlichen sowie finanziellen Aufwand verbunden. Hinsichtlich einer Präventivimpfung gegen eine pandemische Infektionskrankheit, die in hauptsächlich unterentwickelten Ländern vorkommt, wird dieser Aufwand sicherlich ein Hindernis darstellen. Daher muss für solche Fälle ein maßgeschneiderter Impfstoff entwickelt werden, der sich am Vorbild des effektiven DZ-basierten Impfstoffs orientiert. Für die Impfung gegen die Leishmania Parasiten besteht so ein DZ-basierter Impfstoff bereits. Dessen Wirkung, eine T-Zell Antwort vom Typ Th1 zu induzieren, wurde bereits in mehreren Veröffentlichungen demonstriert. Zusätzlich hat aber eine unserer Studien gezeigt, dass das typische Th1-bezogene Zytokin IL-12 zur Differenzierung naiver T-Zellen nicht von den injizierten DZ bereitgestellt werden muss, sondern von der geimpften Maus. Dies gab erste Hinweise auf eine stärkere Beteiligung des Wirts-Immunsystems als zuvor angenommen. Daher sollte hier vertieft der Mechanismus dieser DZ-basierten Impfung untersucht werden, wobei modifizierte Impfstoff-Ansätze zum Einsatz kommen sollten. Dabei wurden die Fragen nach der vom Impfstoff transportierten Information und dem Empfänger dieser Information berücksichtigt. Das aktuelle Paradigma zur DZ-basierten Impfung besagt, dass transferierte DZ im direkten Kontakt mittels dreier Signale T-Zellen stimulieren und aktivieren. Dafür müssen diese DZ mit dem entsprechenden Antigen beladen und aktiviert worden sein um das Antigen-Peptide mittels MHC Molekül im Kontext der Co-Stimulation präsentieren zu können. Jedoch zeigt diese Studie hier, dass weder eine Aktivierung der DZ noch die Präsentation des Antigens mittels passender MHC Moleküle notwendig ist für die Induktion einer protektiven Immunantwort gegen Leishmania Parasiten. Aufgeschlossene, mit Antigen beladene DZ müssen nicht vor dem Transfer mit CpG ODN aktiviert worden sein, um entsprechende Immunität zu verleihen. Ebenso hat der MHC Typ in diesem Falle auch keinen Einfluss auf die Effektivität des Impfstoffs. Da im Weiteren aufgeschlossene mit Leishmania-Antigen beladene Makrophagen nach Impfung die gleiche Wirkung erzielen, wie vorangegangene DZ-basierte Impfstoffe, können keine DZ spezifischen Mechanismen Schlüsselkomponenten der Induktion einer protektiven Immunität sein. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die DZ der geimpften Mäuse, eine maßgebliche Rolle bei der Verarbeitung transferierter Signale spielen. Suspensionen aufgeschlossener DZ stellen eine Kombination aus freigesetzten löslichen Molekülen sowie Membranvesikeln dar, die sich nach dem Aufschluss gebildet haben. Nach Auftrennung dieser beiden Fraktionen konnte gezeigt werden, dass ausschließlich die Membran-Fraktion nach Verimpfung eine geeignete Immunantwort zum Schutz vor Leishmania Parasiten induzieren kann. Als Vorteil dieser Aufreinigung erweist sich zudem die stabile Lagermöglichkeit bei -80°C. Somit ist klar gezeigt, dass die Immunität-verleihende Einheit dieser Impfstoffvarianten in der Membran-Fraktion liegt. Verfolgt man die Induktion Th1-zugehöriger Zytokine in in vivo Experimenten so ergibt sich im Falle der Gesamtsuspension aufgeschlossener, mit Leishmania-Antigen beladener DZ ein klares Bild. Diese Suspension erzeugt das volle Spektrum der DZ-basierten Impfung gegen Leishmania Parasiten. Es kann sowohl Produktion von IL-12 und IL-2 als auch eine antigenspezifische T-Zell Proliferation nach Stimulation von Splenozyten mit der entsprechenden Suspension verzeichnet werden. Außerdem produzieren Splenozyten von entsprechend geimpften Mäusen nach Stimulation mit Leishmania-Antigen erhebliche Mengen des entscheidenden Zytokins IFNγ. Obwohl jedoch die Verimpfung aufgereinigter Membranvesikel dieses Ansatzes im Tierversuch zu biologisch sowie statistisch signifikanten Ergebnissen führt, lassen sich die entsprechend Th1-bezogenen Zytokine im in vivo Ansatz nur in geringen Maße nachweisen. Ob dies jedoch für einen in vivo unbemerkten Aktivitätsverlust des Vakzins oder für andere lymphatische Organe als Ort der T-Zell Instruktion spricht, ist noch unbekannt und muss noch geklärt werden. / Dendritic cell-based vaccination is a well established technique for preventive and therapeutic instruction of the immune system where conservative vaccine formulations fail to cure or prevent diseases, respectively. Efficiency of this technique already was demonstrated in infectious diseases as well as for cancer in animal or human studies. Well controlled manipulation and antigen-loading of immature DC is most beneficial to this technique. But, time-consuming and cost-extensive procedures for preparation of DC precursors, expansion and stimulation of DC and inpatient administration are big disadvantages regarding vaccine development for pandemic infectious diseases that occur mainly in underdeveloped countries. Therefore vaccines are needed that are pathogen-tailored and able to induce equal immune responses as their DC-based vaccine models. For vaccination against Leishmania parasites such a DC-based vaccine is feasible and its efficacy to induce protective Th1-based immune responses was already demonstrated in several animal studies. But, one of our own studies indicated supportive activity of host cells exceeding the allocation of T cells to become activated by transferred DC. IL-12, an important cytokine for the induction of Th1-related immune responses, has to be produced by host cells. Therefore, the aim of this study was to investigate the mechanism of BMDC-based vaccination with regard to simplification of the vaccine formulation. Key questions that have been addressed are: Which cells process the information that is transferred by the injected DC and what are the key components of this information? Further more, it was looked at whether altered vaccine formulations are able to induce protective immunity and whether they share equal molecular mechanisms. The current paradigm of BMDC-based vaccination proposes direct interaction of transferred BMDC with host T cells. These BMDC have to be antigen-loaded for stimulation via antigen-peptide-MHC molecule-complexes and they have to be activated for proper co-stimulation of T cells. Here, this study demonstrates that neither activation for co-stimulation nor direct interaction with adequate MHC molecules is needed for the induction of protective immunity against infection with Leishmania-parasites. Disrupted antigen-loaded BMDC are able to induce protective immunity in BALB/c mice without pre-stimulation via CpG ODN. Beyond, if BMDC were used with a different MHC-background than recipient mice then the vaccine still would be efficient in terms of reduction of footpad swelling and parasite load in draining lymph nodes. Even more, DC-specific features are no key component that leads to protective immunity as vaccination with disrupted antigen-loaded MΦ shows equal properties than before mentioned vaccine formulations. Further more, it was found that host DC play a major role in transforming the incoming signal, received from transferred antigen-loaded DC, into Th1-related stimuli and Leishmania-antigen-specific T cell activation. Suspensions of disrupted antigen-loaded DC resemble a combination of laid off soluble molecules together with exosome-like vesicles that formed after disruption of membranes. Here it was shown that separation of the membranous and soluble fractions and subsequent transfer into BALB/c mice will lead to protection of these mice against infection with L. major promastigotes only if the membranous fraction is used as vaccine. More, this vaccine formulation takes advantage of easy storage at -80°C with no need of fresh production. This clearly demonstrates that the immunity-inducing principle of disrupted DC-based vaccination lies within the membrane enclosed fraction. On a molecular level, disrupted antigen-loaded DC induce Th1-related cytokines during vaccination and as response on pathogen encounter. In vivo assays revealed IL-12 production and antigen-specific T cell proliferation among splenocytes that were stimulated with disrupted antigen-loaded DC. Splenocytes of accordingly vaccinated mice produce tremendous amounts of IFNγ after stimulation with Leishmania parasites. In summary, disrupted antigen-loaded BMDC fulfil all characteristics of DC-based vaccination against Leishmania major. But, while purification of membranes of antigen-loaded DC and subsequent transfer to BALB/c mice leads to control of the disease in the animal model, only slight levels of Th1-related cytokines are seen in the in vivo assays. Whether this points towards a loss of vaccine activity on unseen levels or unknown sites where Th1-related immunity is induced by both, complete solution and purified membranes, still has to be determined.

Untersuchungen zu Schlachtkörperqualität und Ebergeruchsstoffen bei mit einem GnRH-Analogon geimpften, chirurgisch kastrierten und intakten männlichen Mastschweinen Franziska Sauer Universität Leipzig, Medizinische Tierklinik, Leipzig, Deutschland Zielstellung Ziel der vorliegenden Studie war, Auswirkungen der Impfung gegen Ebergeruch bei männlichen Mastschweinen in konventioneller Haltung zu untersuchen und mit intakten Mastebern und Kastraten zu vergleichen. Tiere und Methode Insgesamt 348 männliche Mastschweine wurden in vier Gruppen wie folgt unterteilt: Zwei Gruppen enthielten mit Improvac® geimpfte Schweine (1. Impfung 11. Lebenswoche (LW)): Gruppe 1: n=84, 2. Impfung 18. LW, Gruppe 2: n=83, 2. Impfung 21. LW. Gruppe 3 bestand aus 90 Kastraten und Gruppe 4 aus 91 unkastrierten männlichen Mastschweinen. Die Schweine wurden im Alter von 26 bzw. 27 Wochen geschlachtet. Mast- und Schlachtleistung, das Fettsäuremuster im Rückenfett sowie Hodengewicht, Hodenhistologie und Ebergeruchsstoffe im Rückenfett wurden untersucht. Ergebnisse GnRH-geimpfte Schweine wiesen eine bessere Futterverwertung als chirurgisch kastrierte auf. Die Schlachtkörper der Geimpften hatten einen signifikant höheren Magerfleischanteil und weniger Rückenfett als die der Kastraten und erzielten dadurch einen höheren Schlachterlös. Das Fettsäuremuster der geimpften Schweine gleicht im Hinblick auf die Menge an PUFA eher den intakten als den chirurgisch kastrierten. In früherem Alter geimpfte Schweine zeigen histologisch eher eine Hodenhypoplasie, später geimpfte eher eine Hodenatrophie. Ebergeruchsstoffe im Rückenfett waren in beiden Impfgruppen und bei den Kastraten signifikant niedriger als bei intakten Mastebern. Schlussfolgerung Die Impfung männlicher Schweine mit Improvac® ist eine tierschutzgerechte, praktikable und wirtschaftliche Alternative zur Vermeidung von Ebergeruch. Literatur Sattler et al: BMTW 2014; 127:10-16 Sauer et al: WTM 2014;101:103-109 franziska.sauer@vetmed.uni-leipzig.de

Lyme-Borreliose, die mittlerweile in der nördlichen Hemisphäre wichtigste durch Vektoren übertragene Erkrankung, wird durch Spirochäten aus der Borrelia burgdorferi sensu lato Gruppe hervorgerufen. Viele der in letzter Zeit veröffentlichten Studien haben darauf hingewiesen, dass durch Antibiotikagaben eine vollständige Erregerelimination nach Infektion nicht erreicht werden kann. Eine prophylaktische Versorgung rückt somit immer weiter in den Vordergrund des Interesses. Eine Impfung ist jedoch auch nicht unproblematisch: Untersuchungen beim Menschen haben gezeigt, dass nach zweimaliger Immunisierung im ersten Jahr lediglich 68% der Probanden geschützt waren und mit einer weiteren, sich anschließenden Immunisierung der Schutz gesteigert werden konnte. Deshalb sollte die hier an Hunden durchgeführte Studie aufzeigen, ob durch eine dreimalige Impfstoffapplikation im Verlauf der Grundimmunisierung mit kommerziell erhältlichen Impfstoffen die im Hund gebildeten Antikörperspiegel zu steigern. Ein höheres Antikörperniveau führt zu einem verzögerten Antikörperabfall und somit zu einem verlängerten Schutz. Weiterhin sollte zusätzlich das induzierte Antikörperprofil näher charakterisiert und somit auch eine Aussage über die Wirksamkeit gegenüber verschiedenen Borrelienspezies ermöglicht werden. Die im Verlauf dieser Studie durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass zunächst eine höher als erwartete Infektionsrate für die Lyme-Borreliose in Sachsen innerhalb der Hundepopulation auftritt. Der prozentuale Anteil seropositiver Tiere beträgt 20,3%. Eine serologisch nachgewiesene Infektion steht allerdings nicht in direktem Zusammenhang mit einem Ausbruch der Erkrankung und darf demnach nicht mit der Erkrankungsrate innerhalb der Hundepopulation gleichgesetzt werden. Die bisher auf dem Markt erhältlichen und hier untersuchten Impfstoffe Merilym (B. burgdorferi s. s. Lysatimpfstoff, Merial, Deutschland), LymeVax (B. burgdorferi s. s. Lysatimpfstoff, Fort Doge, USA), Biocan (B. garinii, B. afzelii Lysatimpfstoff, Bioveta, Tschechien), ProLyme (rekombinanter Outer surface protein A (OspA) Impfstoff, Intervet, USA) und RecombitekLyme (rekombinanter OspA Impfstoff, Merial, USA) wurden in seronegativen Tieren bezüglich der induzierten Gesamtantikörper, der spezifisch gegen OspA gerichteten Antikörper und ihrer Kreuzreaktivität gegenüber heterologen Spezies untersucht, wobei der Einfluss von zwei verschiedenen Impfstrategien von besonderem Interesse war. Durch eine dreifache Antigengabe im Rahmen der Grundimmunisierung konnte nur bei zwei der untersuchten Impfstoffe (Merilym und Biocan) eine deutliche Erhöhung der Antikörperspiegel erreicht werden, die sich aber statistisch nicht signifikant von den anderen unterscheidet. Somit ist eine Umsetzung dieses Impfregimes in die Praxis nicht zu empfehlen. Es zeigt im Verlauf des Jahres bei allen Impfstoffen ein Titerabfall, sowohl bei den Gesamtantikörpern, als auch bei den OspA-Antikörpern. Mit Ausnahme von Biocan, hier sind kaum OspA-Antikörper nachweisbar, induzieren alle Impfstoffe nach der Impfung vor allem OspA-Antikörper, die jedoch sehr schnell wieder abfallen und nach einem halben Jahr nur mehr in geringem Maße nachweisbar sind. Diese OspA-Antikörper sind speziesspezifisch und nur in sehr geringem Umfang kreuzreaktiv. Diese Ergebnisse weisen auf eine Suszeptibilität der geimpften Tiere bezüglich einer Borrelieninfektion innerhalb mehrerer Monate nach Impfung hin. Es empfiehlt sich eine dritte Immunisierung nach sechs Monaten, um auch in der zweiten Jahreshälfte schützende Antikörperspiegel zu ermöglichen. Untersuchungen der Kreuzreaktivität in-vitro sprechen für eine mangelhafte Bindungsfähigkeit induzierter Impfantikörper gegenüber anderen Borrelienspezies, die in Zusammenhang mit einem geringen Schutz in-vivo gesehen werden könnten. Somit ist ein rein speziesspezifischer Impfschutz wahrscheinlich. Da vor allem in Europa eine große Borrelien-Artenvielfalt vorherrscht, deuten die hier vorgestellten Ergebnisse eine nur gegen eine Spezies gerichtete Immunität bei geimpften Hunden an. Die Notwendigkeit der Entwicklung eines neuen Impfstoffes, basierend auf einer Mischung speziesspezifischer OspA-Antigene gewonnen aus B. burgdorferi s. s., B. garinii und B. afzelii in Kombination mit weiteren Antigenen, da der Schutzmechanismus beruhend auf OspA bereits durch eine OspA-Variation seitens der Borrelien durchbrochen werden kann, wird durch die hier vorgelegten Resultate gestützt. Da ein solcher Impfstoff bisher nicht erhältlich ist und die Schutzwirkung der erhältlichen Impfung als partiell angesehen werden kann, rücken einfache, aber in der Regel zuverlässigere Methoden in den Vordergrund. Die tägliche Entfernung von Zecken ist eine wirksame Vorgehensweise, um das Infektionsrisiko zu minimieren. Auch der Einsatz akarizider Substanzen und Repellentien bietet sich an, um die Übertragung der Borreliose und weiterer, von Zecken übertragene Erreger zu unterbinden. / Lyme-Borreliose, currently the most important vector-borne disease in the northern hemisphere, is caused by spirochetes from the Borrelia burgdorferi sensu lato complex. Recently published studies have indicated that a complete eradication of the bacterium from the host’s tissue by antibiotic treatment is not possible. Therefore prophylactic measures become more important. However, vaccines are not unproblematic: studies in humans have shown that only 68% of the participants were protected after two immunizations applied during the first year, while the level of protection rose when an additional immunization was given. Therefore, the study presented here was designed to reveal whether three initial immunizations with commercial vaccines are able to raise the antibody levels in dogs. Higher antibody levels are the basis for a delayed disappearance of antibodies due to natural decay and therefore provide an extended protection from infection. Furthermore, the induced antibody profile was subject of a more precise characterization in order to draw possible conclusions about their efficacy against other Borrelia species. The results presented in this study show a higher than expected prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato seropositivity in dogs from Saxony. The percentage of seropositive dogs was 20.3%. Since seropositivity is not necessarily linked with the onset of the disease, this result does not describe the disease incident in the dog population. In the course of the study, commercially available vaccines, Merilym (B. burgdorferi s. s. lysate, Merial, Germany), LymeVax (B. burgdorferi s. s. lysate, Fort Dodge, USA), Biocan (B. afzelii, B. garinii lysate, Bioveta, Czech Republic), ProLyme (recombinant Outer surface protein A (OspA) with adjuvant, Intervet, USA) and RecombitekLyme (recombinant OspA without adjuvant, Merial, USA) were evaluated for induced antibody levels and the amount of OspA antibodies in seronegative dogs, in which two different vaccination schedules were of special interest. In addition the cross reaction of antibodies on heterologous antigens was analyzed. Three immunizations during the first year with two (Merilym and Biocan) of the five vaccines tested increase the vaccinal antibody levels, but this increase of antibody levels is not statistically significant. Therefore a recommendation for a third antigen application within the first six weeks after basic immunisation can not be given. All vaccine-induced antibody levels show a decrease within the first year concerning total antibody titers as well as OspA antibody titers. Except for Biocan the specificity of the initially induced antibodies by vaccination are directed mainly against OspA. These antibody titers decrease quickly resulting in minimum amounts of detectable antibodies within the period of six months. These OspA antibodies are species-specific and show only a minor cross reactivity. The results presented here suggest that vaccinated animals are susceptible for a borrelia infection within months after immunization. Therefore a third vaccination six months after the basic immunization is advisable in order to induce a long lasting protective antibody level during the period of one year. These data generated with in-vitro systems suggest that only a species-specific protection can be expected in-vivo. The species heterogeneity within Europe suggests that the vaccine available in Europe only protects from infection with the species used for vaccine preparation. These results underline the necessity to develop a new vaccine consistent of a mixture of OspA derived from at least B. burgdorferi s. s., B. garinii and B. afzelii in combination with other antigens, since protection from infection via OspA can be circumvented by minor OspA variations on the part of the borrelia. Since such a vaccine is not yet available, and therefore other methods that provide protection are necessary. Daily control of the dog and the removal of adherent ticks can help to prevent a possible infection since borrelia take at least 24 hours to migrate from the midgut of the tick to the salivary gland where they can infect the host. In addition, the use of repellent or acarizides might be helpful to avoid attachment or achieve the death of adherent ticks and therefore minimize the risk of infection with borrelia as well as other tick-borne diseases.

Das Ziel dieser Arbeit war es, anhand von klinischen, kulturellen, serologischen sowie hämatologischen Parametern den frühen Einsatz des Salmonella-Lebendimpfstoffs Salmoporc® bei Saugferkeln in der ersten Lebenswoche zu prüfen. Dabei ergaben sich im Wesentlichen zwei zentrale Fragestellungen. Zum einen waren die Wirksamkeit sowie die Verträglichkeit der Vakzine bei der Anwendung bei Saugferkeln am dritten Lebenstag sowie im Alter von vier Wochen zu prüfen. Zum anderen war zu hinterfragen, ob der Antikörperstatus bzw. die präpartale Impfung von Muttersauen einen Einfluss auf den Impferfolg bei deren Ferkeln haben. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen dieser Arbeit Impf- und Infektionsversuche mit Sauen und deren Ferkeln nach einem bereits etablierten Modell durchgeführt. Es wurden neun tragende und Salmonellen-freie Sauen in drei Gruppen zu je drei Sauen eingeteilt. Eine Gruppe Sauen wurde sechs sowie drei Wochen ante partum parenteral mit Salmoporc® geimpft. Deren Ferkel sowie die Ferkel von drei ungeimpften Sauen wurden am dritten und am 28. Lebenstag oral immunisiert. Die Ferkel der drei verbleibenden ungeimpften Sauen wurden nicht vakziniert und dienten als Kontrollgruppe. Die Versuche zeigten, dass die Impfung der Ferkel am dritten Lebenstag und in der 4. Lebenswoche sowohl bei den Ferkeln der nicht immunisierten Sauen wie auch bei den Ferkeln der vor der Geburt geimpften Sauen zu keinerlei klinischen Symptomen post vaccinationem führte, was für eine sehr gute Verträglichkeit der untersuchten Vakzine beim Saugferkel spricht. Die bakteriologische Untersuchung ausgewählter immunologisch und fleischhygienisch relevanter Organe von einem Teil der geimpften Ferkel am zehnten Lebenstag offenbarte zudem die noch erhaltene Invasivität des Impfstammes, welche einen entscheidenden Einfluss auf die Ausbildung einer belastbaren Immunität der Tiere post vaccinationem hat. So waren extraintestinale Nachweise des Impfstamms in den Tonsillen und Mandibularlymphknoten aller Tiere und bei einem Großteil der Tiere auch in den darmassoziierten Lymphknoten und teilweise in der Milz möglich. Am 49. Lebenstag wurden alle verbliebenen Ferkel via Magenschlundsonde intragastral mit je 1 x 1010 KbE eines Salmonella Typhimurium DT104-Wildstammes infiziert und anschließend über sieben Tage klinisch und bakteriologisch untersucht. Eine Woche post infectionem wurden schließlich ausgewählte Organe der Tiere kulturell auf den Infektionsstamm hin untersucht. Nach der Belastungsinfektion offenbarten sich deutliche klinische Effekte der Impfung. Bei den Tieren der nicht geimpften Kontrollgruppe wurden deutliche Symptome einer Salmonelleninfektion beobachtet, wohingegen bei den geimpften Ferkeln, unabhängig vom Impfstatus der Muttersauen, keinerlei Salmonelloseanzeichen feststellbar waren. Auch bei den kulturellen Untersuchungen zeigten sich deutliche Effekte der Impfung auf die Salmonellen-Ausscheidungskinetik. So schieden die geimpften Tiere beider Impfgruppen den vollvirulenten Challenge Stamm in signifikant niedrigerer Menge mit den Fäzes aus als die Kontrolltiere, weshalb die Saugferkelvakzinierung gut geeignet erscheint, die Salmonellenverbreitung durch die Fäzes infizierter Tiere zu reduzieren. Die bakteriologischen Organuntersuchungen zeigten in den lymphatischen Geweben, aber vor allem auch in den fleischhygienisch relevanten Organen deutliche Unterschiede zwischen den geimpften Ferkeln und den Kontrolltieren, die den Infektionsstamm in diesem frühen Infektionsstadium zu teilweise hohen Prozentsätzen in Leber, Milz und Unterarm-Muskulatur aufwiesen. Somit konnte gezeigt werden, dass der untersuchte Impfstoff auch bei der Anwendung beim neugeborenen Saugferkel gut verträglich ist und zudem eine belastbare Immunität induziert. Der Vakzinierungsstatus der Muttertiere hat hierbei keinen negativen Einfluss auf den Impfschutz der Ferkel. Die Anwesenheit maternaler Immunglobuline scheint sogar geeignet, die zelluläre Immunantwort der Ferkel in besonders hohem Maße zu stimulieren. Auch die Anforderungen nach § 5 der Schweine-Salmonellen-Verordnung vom 13. März 2007 an eine Salmonellenimpfung, die serologische Untersuchung auf Salmonellen-Antikörper nicht zu beeinträchtigen, werden durch Salmoporc® erfüllt.

Untersuchungen zu Schlachtkörperqualität und Ebergeruchsstoffen bei mit einem GnRH-Analogon geimpften, chirurgisch kastrierten und intakten männlichen Mastschweinen Franziska Sauer Universität Leipzig, Medizinische Tierklinik, Leipzig, Deutschland Zielstellung Ziel der vorliegenden Studie war, Auswirkungen der Impfung gegen Ebergeruch bei männlichen Mastschweinen in konventioneller Haltung zu untersuchen und mit intakten Mastebern und Kastraten zu vergleichen. Tiere und Methode Insgesamt 348 männliche Mastschweine wurden in vier Gruppen wie folgt unterteilt: Zwei Gruppen enthielten mit Improvac® geimpfte Schweine (1. Impfung 11. Lebenswoche (LW)): Gruppe 1: n=84, 2. Impfung 18. LW, Gruppe 2: n=83, 2. Impfung 21. LW. Gruppe 3 bestand aus 90 Kastraten und Gruppe 4 aus 91 unkastrierten männlichen Mastschweinen. Die Schweine wurden im Alter von 26 bzw. 27 Wochen geschlachtet. Mast- und Schlachtleistung, das Fettsäuremuster im Rückenfett sowie Hodengewicht, Hodenhistologie und Ebergeruchsstoffe im Rückenfett wurden untersucht. Ergebnisse GnRH-geimpfte Schweine wiesen eine bessere Futterverwertung als chirurgisch kastrierte auf. Die Schlachtkörper der Geimpften hatten einen signifikant höheren Magerfleischanteil und weniger Rückenfett als die der Kastraten und erzielten dadurch einen höheren Schlachterlös. Das Fettsäuremuster der geimpften Schweine gleicht im Hinblick auf die Menge an PUFA eher den intakten als den chirurgisch kastrierten. In früherem Alter geimpfte Schweine zeigen histologisch eher eine Hodenhypoplasie, später geimpfte eher eine Hodenatrophie. Ebergeruchsstoffe im Rückenfett waren in beiden Impfgruppen und bei den Kastraten signifikant niedriger als bei intakten Mastebern. Schlussfolgerung Die Impfung männlicher Schweine mit Improvac® ist eine tierschutzgerechte, praktikable und wirtschaftliche Alternative zur Vermeidung von Ebergeruch. Literatur Sattler et al: BMTW 2014; 127:10-16 Sauer et al: WTM 2014;101:103-109 franziska.sauer@vetmed.uni-leipzig.de:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Ebergeruch 2 2.2 Methoden zur Vermeidung von Ebergeruch 3 2.2.1 Chirurgische Kastration 3 2.2.2 Ebermast 3 2.2.3 Impfung gegen Ebergeruch 4 2.2.3.1 Wirkungsweise 4 2.2.3.2 Rückstände 5 2.2.3.3 Wirkung auf Kryptorchiden 6 2.2.3.4 Frühe Impfung 6 2.2.3.5 Langzeiteffekte und Regeneration 7 2.2.3.6 Wirkung auf das Verhalten 8 2.2.3.7 Wirkung auf die Mastleistung 9 2.2.3.8 Wirkung auf die Schlachtkörper- und Fleischqualität 9 3 Publikation 1: Effect of time of second GnRH vaccination on feed intake, carcass quality and fatty acid composition of male fatteners compared to entire boars and barrows 11 4 Publikation 2: Einfluss des Alters bei der zweiten Improvac®-Vakzination auf Hodengewicht, Hodenhistologie und Ebergeruchsstoffe von männlichen Mastschweinen im Vergleich zu intakten Mastebern und Kastraten 31 5 Diskussion 39 5.1 Futterverwertung 40 5.2 Körpermasseentwicklung 41 5.3 Schlachtkörperqualität 41 5.4 Fettsäuremuster 42 5.5 Hodenhistologie 43 5.5.1 Atrophie-Degenerations-Score 44 5.6 Ebergeruchsstoffe 45 5.6.1 Androstenon 46 5.6.2 Skatol und Indol 47 5.7 Ökonomische Aspekte 48

Infektiöse Erreger sind in die Pathogenese vieler entzündlich-rheumatologischer Erkrankungen involviert. Zugleich können sie die Mortalität dieser Erkrankungen durch potentiell schwerwiegende Infektionen erheblich beeinflussen. Eine erhöhte Suszeptibilität für Infektionen im Allgemeinen aber auch für spezifische Erreger tragen dazu bei. Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung von Impfprävention, Immunität, der individuellen Auswirkungen bestimmter Infektionen sowie des Wechselspiels zwischen immunsuppressiver Medikation und der induzierbaren Impfantwort bei Patienten mit rheumatologischen Erkrankungen. Die Ergebnisse zeigen (trotz eindeutiger offizieller Empfehlungen) primär eine unzureichende Immunisierung gegen wichtige Erreger, z.B. Influenza und Streptokokkus pneumoniae, die durch verstärkte Aufklärung im zeitlichen Verlauf jedoch deutlich gesteigert werden konnte. Gleichzeitig erbrachte ein Vergleich zwischen Patienten mit rheumatoider Arthritis (RA) und Kontrollen eine deutlich erhöhte Sepsis-Letalität im Arm der RA-Patienten. Im Hinblick auf das für den Herpes Zoster verantwortliche Varizella-Zoster-Virus scheint die humorale Immunität bei RA-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollen und Patienten mit einem systemischen Lupus erythematodes (SLE) verändert zu sein: es zeigen sich nicht nur quantitative (Antikörpertiter), sondern auch qualitative (Antikörperavidität) Einschränkungen. Eine denkbare Ursache ist die vorzeitige Alterung des Immunsystems dieser Patienten („Immunosenescence“), da der Unterschied insbesondere ältere RA-Patienten ab dem sechsten Lebensjahrzehnt betrifft. Bei SLE-Patienten hingegen spielt die humorale Immunität möglicherweise eine geringere Rolle. Für das Cytomegalovirus konnte bei Patienten mit einem SLE ein positiver Zusammenhang zwischen einer Virusreaktivierung unter Immunsuppression und der Aktivität des SLEs gezeigt werden. Leider sind CMV-Impfstoffe derzeit noch in Entwicklung, so dass hier bisher keine Impfprävention möglich ist. Im Gegensatz zur geringen Impfquote für bekannte Erreger respiratorischer Infekte fand sich eine sehr hohe Immunisierungsrate von > 80 % gegen SARS-CoV-2. Aufgrund der klinischen Implikationen wurde zusätzlich die humorale Immunität bei > 300 Patienten mit verschiedenen rheumatologischen Erkrankungen und unterschiedlicher Therapie untersucht. Im Ergebnis zeigten 78,5 % nach Grundimmunisierung eine Serokonversion. Die Impfantwort war von der eingesetzten Medikation abhängig und die Wahrscheinlichkeit eines Ansprechens insbesondere unter Rituximabtherapie deutlich reduziert. Weiterführende Untersuchungen zeigten bei 50 % der vermeintlichen Impfversager eine T-zelluläre Antwort, so dass zumindest ein gewisser zellulärer Schutz gemutmaßt werden kann.:Inhaltsverzeichnis 1 Einführung in die Thematik 1.1. Veränderungen des Immunsystems 1.1.1. Immunosenescence 1.1.2. Immundysfunktion 1.2. Aktivität der Grunderkrankung 1.3. Komorbiditäten 1.4. Immunsuppressive Therapie 1.5. Impfungen 1.5.1. Impfempfehlungen 1.5.2. Impfantwort unter immunsuppressiver Therapie 2 Publikationen 2.1 Low vaccination rates among patients with rheumatoid arthritis in a German outpatient clinic 2.2. Insufficient vaccination rates in patients with systemic lupus erythematosus in a German outpatient clinic 2.3. Unpublizierte Daten 2.4. Humoral immunity to varicella zoster virus is altered in patients with rheumatoid arthritis 2.5. Humoral immunity to varicella zoster virus in patients with systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis compared to healthy controls 2.6. Mortality of sepsis in patients with rheumatoid arthritis: a single- center retrospective analysis and comparison with a control group 2.7. Relationship between cytomegalovirus prevalence and markers of disease activity in systemic lupus erythematosus 2.8. COVID-19 vaccination coverage in patients with rheumatic diseases in a German outpatient clinic: an observational study 2.9. Humoral and cellular response to COVID-19 vaccination in patients with autoimmune inflammatory rheumatic diseases under real-life conditions 3 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 4 Referenzen 5 Lebenslauf 6 Publikationsverzeichnis 7 Abkürzungsverzeichnis 8 Erklärung 9 Danksagungen

Infektionen mit Humanen Papillomviren (HPV) sind eine weltweit häufig auftretende Erkrankung. In den meisten Fällen heilt diese folgenlos aus, in rund 10% der Fälle kommt es aber zu einer verlängerten Persistenz des Virus im Gewebe. Eine maligne Transformation ist möglich und gilt als ätiologische Bedingung für die Entstehung des Zervixkarzinoms. HPV sind ebenfalls an der Pathogenese andere anogenitaler Krebserkrankungen (Vaginal-, Vulva-, Anal-, Peniskarzinom) und an der Entstehung eines Anteils von Oropharynxkarzinomen beteiligt. Auch Genitalwarzen werden durch eine Infektion mit HPV ausgelöst. Weltweit sind jährlich knapp 700.000 Krebsneuerkrankungen auf eine Infektion mit HPV zurückzuführen. In Deutschland sind pro Jahr ca. 7.500 neu aufgetretene Krebserkrankungen HPV-attributabel. Eine HPV-Infektion ist nicht kausal therapierbar. Seit einigen Jahren sind Schutzimpfungen gegen HPV verfügbar. Die drei in der EU zugelassenen Impfstoffe decken allesamt die epidemiologisch dominanten Hochrisikotypen 16 und 18 ab, zwei der Impfstoffe ebenfalls auch die Niedrigrisikotypen 6 und 11 als Schutz vor Genitalwarzen. Internationale Studien belegen eine deutliche Abnahme der Inzidenz des Zervixkarzinoms bei geimpften Populationen. Die bei Studiendurchführung aktuelle Impfempfehlung der Ständigen Impfkommission (STIKO) des Robert Koch-Instituts (RKI) umfasst alle Personen im Alter von 9 bis 14 Jahren, Nachholimpfungen sollen bis zum 17. Lebensjahr erfolgen. Trotz eines guten Sicherheitsprofils der Impfstoffe sind die Impfquoten in Deutschland bisher niedrig, vor allem im jüngeren Altersbereich. Gründe für die niedrige Impfbereitschaft liegen beispielsweise in einer geringen Risikoperzeption auf Elternseite, der Angst vor Nebenwirkungen der Impfung oder fehlendem Vertrauen in medizinische Versorgungsstrukturen. Zielgerichtete Beratung und Aufklärung der Eltern haben sich als wichtige Antwort auf diese Bedenken erwiesen. Erfahrungen aus anderen Ländern legen nahe, dass insbesondere auch Schulimpfprogramme ein niederschwelliger Ansatz zur Erhöhung der Impfquoten sein können. Basierend auf diesen Erfahrungen wurde 2018 das HPV-Schulimpfprojekt in Sachsen gegründet. Es hat zum Ziel, die Impfrate bei 9- bis 14-Jährigen durch ein niederschwelliges Impfangebot in der Schule zu erhöhen. Dazu werden an ausgewählten Schulen Informationselternabende und Impftermine vor Ort angeboten. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Erfolg des HPV-Schulimpfprojektes im Zeitraum des Schuljahres 2020/21 zu evaluieren. Dazu wurden die Impfquoten nach Projektende erhoben und mit den Impfsurveillancedaten des RKI verglichen. Weiterhin erfolgten eine Befragung der Eltern mittels Fragebogen und eine statistische Analyse zur Detektion von Unterschieden zwischen einzelnen demografischen Gruppen. Am Modell des begleiteten HPV-Schulimpfprojektes wurden Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen abgeleitet. Im besagten Impfjahr wurden acht Schulen vom HPV-Schulimpfprojekt besucht. Die Anzahl der geimpften Kinder wurde durch das ärztliche Personal auf einem Prüfbogen dokumentiert. Die Impfquoten wurden berechnet und tabellarisch und grafisch aufbereitet. Danach erfolgte zunächst die deskriptive statistische Auswertung des Fragebogens. Um eine genauere Beantwortung einzelner Forschungsfragen in fünf Themenblöcken zu ermöglichen, führten wir anschließend Vergleiche zwischen dichotom gruppierten Teilen des Studienkollektivs durch. Alle Ergebnisse aus der Berechnung der Impfquoten, sowie der Auswertung des Studienfragebogens sind in der Arbeit ausführlich dargestellt. In der anschließenden statistischen Analyse wurde untersucht, ob Unterschiede im Antwortverhalten zwischen dichotomen demografischen Gruppen bestehen. Als statistisch signifikant stellte sich unter anderem heraus, dass die Eltern von Kindern aus Klassenstufe 4 die Möglichkeit der Impfung in der Schule besser bewerteten als die Eltern von Fünftklässler:innen, ebenfalls wurde diese von Eltern mit akademischem Hintergrund und Eltern, deren Kinder eine Schule innerhalb Leipzigs besuchen, befürwortet. Eltern ohne Impfwunsch hatten einen geringeren Bedarf an Informationen zu Impfungen im Schulkontext. Die Eltern von Jungen änderten ihre Einstellung zur HPV-Impfung häufiger als die Eltern von Mädchen. Diese und weitere Erkenntnisse können dabei helfen, Gruppen zu identifizieren, die von einer gezielten Ansprache profitieren, und Handlungsbereiche zu definieren, die bei zukünftiger Projektdurchführung optimiert werden können. Im Rahmen des HPV-Schulimpfprojektes konnten die Impfquoten im Altersbereich zwischen 9 und 11 Jahren gegenüber den in der RKI-Impfsurveillance ermittelten Daten gesteigert werden. Ebenfalls konnten bei Jungen und Mädchen nahezu gleich hohe Impfraten erreicht werden. Schulbasiertes Impfen bietet insbesondere für Eltern jüngerer Kinder ein niederschwelliges Angebot, welches laufende Präventionsstrategien ergänzen kann. Um eine flächendeckende Erhöhung der Impfquote zu erhalten, müssen Schulimpfprojekte langfristig etabliert und in der öffentlichen Gesundheitsfürsorge verankert werden. Aus der begleitenden Fragebogenstudie wurde ersichtlich, dass ein Teil der Elternschaft die Möglichkeit des schulbasierten Impfens begrüßt und der Wunsch nach mehr Informationen und Angeboten zum Thema Impfungen besteht. Insbesondere für die Eltern von Jungen zeigte sich, dass der Informationselternabend einen Einfluss auf die Impfentscheidung hatte. Schulbasiertes Impfen bietet einen Ansatz, Versorgungslücken in der Präventionsmedizin zu schließen. Gezielte Strategien zur Ansprache von Eltern mit Bedenken müssen in Folgestudien weiter exploriert werden. Die Beobachtungen der Studie können modellhaft für die Planung weiterer Schulimpfprojekte in Betracht gezogen werden. Zur weiteren Optimierung wurden Erkenntnisse und Handlungsvorschläge entwickelt, welche die gezeigten Erfolgschancen schulbasierten Impfens weiter erhöhen sollen. Langfristiges Ziel bleibt die wissenschaftlich begleitete flächendeckende Etablierung und Implementierung von Schulimpfprogrammen zur Erhöhung der HPV-Impfraten. Dies kann zukünftig die Krankheitslast durch HPV-assoziierte Krebserkrankungen, Vorläuferläsionen und Genitalwarzen deutlich verringern.:Tabellenverzeichnis 1 Abbildungsverzeichnis 2 Abkürzungsverzeichnis 3 1. Einführung 5 1.1. Humane Papillomviren und assoziierte Erkrankungen 5 1.1.1. Entdeckung, Struktur, HPV-Typen 5 1.1.2. HPV-assoziierte Erkrankungen, Pathogenese 7 1.1.2.1 Neoplasien und Vorstufen (Zervix, Anogenitalregion, Kopf-Hals) 7 1.1.2.2. Genitalwarzen (Condylomata acuminata) 10 1.1.3. Epidemiologie (Deutschland, weltweit) 10 1.1.3.1. HPV-Infektionen 10 1.1.3.2. HPV-attributable Karzinome und Vorstufen 11 1.1.3.3. Genitalwarzen 13 1.1.4. Diagnostik und Risikofaktoren 13 1.1.5. Therapie 14 1.2. Schutzimpfung 15 1.2.1. Zugelassene Impfstoffe, Funktionsweise 15 1.2.2. Aktuelle Impfempfehlung für Deutschland 17 1.2.3. Impfquoten der RKI-Impfsurveillance in Deutschland 18 1.2.4. Verträglichkeit der Impfung, Nebenwirkungen 21 1.2.5. Gründe für geringe Impfquoten, Lösungsansätze 21 1.2.6. Strukturierte Impfprogramme 24 1.3. HPV-Schulimpfprojekt 26 1.4. SARS-CoV-2-Pandemie, aktuelle Herausforderungen 27 2. Aufgabenstellung 29 3. Materialien und Methoden 30 3.1. Studienkollektiv, Projektablauf 30 3.2. Studiendokumente 31 3.3. Statistische Auswertung 33 3.3.1. Erster Studienteil: Impfquoten 33 3.3.2. Zweiter Studienteil: Befragung der Eltern 35 3.3.3. Analysen zum Gruppenvergleich 35 4. Ergebnisse 38 4.1. Charakterisierung der Grundgesamtheit 38 4.2. Erster Studienteil: Impfquoten 39 4.3. Zweiter Studienteil: Befragung der Eltern 45 4.3.1. Studienablauf und -beteiligung 45 4.3.2. Charakterisierung des Studienkollektivs 46 4.3.3. Deskriptive Auswertung des Studienfragebogens 48 4.3.3.1. Impfentscheidung 48 4.3.3.2. Item 4 - Einstellung zur Schulimpfung 51 4.3.3.3. Item 5 - Einstellung zur HPV-Impfung nach Elternabend 51 4.3.3.4. Item 6 - Impfmotivation ohne Schulimpfprojekt 53 4.3.3.5. Item 7 - Informationsmenge 54 4.3.3.6. Items 8 und 9 - Vorwissen zur Erkrankung und Impfung 54 4.3.3.7. Item 10 - Risikoskala 56 4.3.3.8. Items 11 bis 14 - generelle Einstellung zum Impfen 57 4.3.3.9. Item 15 - Auswirkung der SARS-CoV-2-Pandemie 60 4.3.4. Analyse von Zusammenhängen zwischen Merkmalen, Gruppenvergleiche 61 4.3.4.1. Themenblock 1: Projektteilnahme und Impfwunsch 61 4.3.4.2. Themenblock 2: Einstellung zu Impfangeboten im schulischen Kontext 62 4.3.4.3. Themenblock 3: Einfluss des Projektes auf die Impfentscheidung 64 4.3.4.4. Themenblock 4: Vorwissen zu HPV 66 4.3.4.5. Themenblock 5: Einstellung zu impfrelevanten Fragestellungen 67 5. Diskussion 70 5.1. Impfquoten und Teilnahmemotivation 70 5.1.1. Ergebnisinterpretation von Impfquoten verschiedener Teilgruppen 70 5.1.2. Impfmotivation, Datengrundlage, Erreichen des Projektziels 74 5.1.3. Vergleich zum Ausland, Einfluss der strukturellen Gegebenheiten 75 5.1.4. Unsicherheiten und Limitationen bei der Ergebnisinterpretation 76 5.2. Ergebnisinterpretation zweiter Studienteil 78 5.2.1. Interpretation der deskriptiven Auswertung 79 5.2.2. Interpretation der statistischen Analyse, Gruppenvergleiche 82 5.2.3. Unsicherheiten und Limitationen 86 5.3. Evaluationserkenntnisse, Gesamteinschätzung 86 5.3.1. Abgeleitete Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen 86 5.3.2. Einschätzung zum Untersuchungsziel, Hürden und kritische Reflexion 88 5.3.3. Pandemiesituation 89 5.3.4. Ausblick und zukünftige Herausforderungen 90 5.4. Fazit 91 6. Zusammenfassung der Arbeit 93 7. Literaturverzeichnis 98 8. Anlagen 107 Einwilligungserklärung zur Teilnahme an der Begleitstudie I Studienfragebogen II Prüfbogen für Impfärztinnen III Selbstständigkeitserklärung IV Lebenslauf V Publikationsübersicht VI Danksagung VII

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