Lorena Jemeršić, Jelena Prpić, Tomislav Keros
Odjel za virologiju, Hrvatski veterinarski institut, Zagreb
SažetakUvodPrepoznavanje afričke svinjske kugeLaboratorijske metode dijagnosticiranja ASKIzravno dokazivanje virusa ASKMolekularne metode dokazivanja ASKNeizravno dokazivanje virusa ASKOsvrt na rad NRL u RHZaključciLiteraturaSummary
Izvor: Zbornik, Veterinarski dani, Opatija, 2017.
Sažetak
A frička svinjska kuga (ASK) je virusna kontagiozna bolest domaćih i divljih svinja koja se očituje hemoragijskim sindromom te vrlo visokim pobolom i pomorom (do 100%). Uzročnik je DNK virus, jedini pripadnik porodice Asfaviridae. Nakon unosa u organizam svinje, virus dospijeva limfom u krv kada već kroz nekoliko sati može biti dokazan molekularnim metodama, a trećeg dana i ostalim metodama za dokazivanje virusa ASK. Protutijela nastaju već sedmog do desetog dana infekcije, te je kombinacija dokazivanja virusa i protutijela za ASK idealna pri nadziranju i dijagnostici bolesti.
U Hrvatskoj (RH) je Nacionalni referentni laboratorij (NRL) za dijagnostiku ASK akreditiran i smješten u Zagrebu pri Hrvatskom veterinarskom institutu. Metode koje se koriste u RH za dijagnostiku ASK su opisane u Dijagnostičkom priručniku (N. N. br. 116/08) koji je usuglašen sa Europskim odredbama (2002/106/EC) i preporukama opisanim u Priručniku Organizacije za zdravlje životinja (OIE). U ovom radu dat je opis prednosti i nedostataka pojedinih metoda dijagnosticiranja ASK s osvrtom na rad i dosadašnje rezultate NRLa.
Uvod
Prvi je put opisana u Africi početkom 20. stoljeća, gdje je danas poprimila endemska obilježja (Costard i sur., 2009.). Europa se prvi put susreće s ASK krajem 50’tih godina prošlog stoljeća, te ponovno danas, 50 godina kasnije (2007. godine) kada se vjerojatno ilegalnim prometom virus sa područja Afrike unio u Rusiju, Kavkavske države i posljedično se širi i u Europu. Usprkos sustavnom provođenju svih mjera nadzora i suzbijanja bolesti u zahvaćenim državama i okružju, ASK se i dalje širi Europom.
Upravo je tijekom 2017. godine zabilježen najveći broj novih pojava infekcije. Danas je u Europi ASK potvrđena i prisutna u Rusiji (2007.), Ukrajini (2012.), Bjelorusiji (2013.), Estoniji (2014.), Latviji (2014.), Litvi (2014.), Poljskoj (2014.), Moldaviji (2016.), Rumunjskoj (2017.), te Republici Češkoj (2017.), s tendencijom daljnjeg širenja. Prema dosadašnjim spoznajama na europskom je području jednaka osjetljivost domaćih i divljih svinja na infekciju virusom ASK, što nije slučaj u Africi gdje neke podvrste divljih svinja nakon infekcije ne pokazuju znakove bolesti.
Do infekcije u pravilu dolazi izravnim i neizravnim dodirom bolesne i prijemčljive svinje, bilo domaće ili divlje, te putem vektora, tj. vrstama mekog krpelja roda Ornithodoros (Plowright i sur., 1994.). Na području Europe do danas nije dokazano širenje virusa vektorima, ali je poznato da su glavni rezervoari virusa divlje svinje, a dokazano je i širenje virusa putem kontaminiranih proizvoda podrijetlom od inficiranih svinja.
Uzročnik ASK je DNK virus obavijen lipoproteinskom ovojnicom, ikozaedralnog oblika i vrlo složene građe, te je temeljem morfoloških i genomskih osobitosti prepoznat kao jedini pripadnik roda Asfivirus, porodice Asfaviridae (Dixon et al., 2005.). Sadrži dvolančanu molekulu DNK veličine 170 do 193 kbp sa 150 do 167 kodirajućih regija koje kodiraju za približno 165 strukturnih i nestrukturnih proteina. Danas je poznato više genotipova i podgenotipova virusa koji se razlikuju po virulenciji, sposobnosti hemadsorpcije i antigenim svojstvima (Ruiz-Gonzalvo i sur., 1993.). Na području Europe dokazani su izolati virusa ASK genotipa II koji su iznimno međusobno srodni.
Virus je vrlo otporan u vanjskom okolišu. U posušenoj krvi infektivan je do 15 tjedana, 60 do 100 dana u fecesu, u svinjcu i do mjesec dana, dok u proizvodima svinjskog podrijetla i do 400 dana (šunka), u svježem mesu može ostati infektivnim do 5 dana, a u smrznutom do 1000 dana (Farez i Morley, 1997.).
ASK se ne može liječiti niti za njenu prevenciju ne postoji dostupno učinkovito i sigurno cjepivo. Poznato je da inaktivirana cjepiva ne zaštićuju svinje od infekcije, atenuirana cjepiva su učinkovita, ali virus ostaje u limforetikularnim organima pa nisu sigurna (Lewis i sur., 2000., Leitao i sur., 2001.), dok su subjedinična (Ruiz-Gonzalvo i sur., 1996.) i DNK cjepiva dovela tek do djelomične zaštite kod pokusne infekcije (Gomez-Puertas i sur., 1998.). Nastala imunost nakon pokusnog cijepljena temelji se na staničnom mehanizmu i depleciji CD8+ T limfocita (Oura i sur., 2005.). Uloga protutijela pri zaštiti od infekcije ASK nije u cijelosti poznata, premda se prijenosom protutijela s imunih na neimune svinje javlja djelomična zaštita od infekcije (Onisk i sur., 1994.). Ipak, protutijela ne moraju sprječiti ponovnu infekciju svinja drugim, ali ponekad ni istim sojevima virusa ASK (Sanchez-Vizcaino, 2006). Složena građa virusa, nedostatak cjepiva te visoka kontagioznost ASK uvjetuju da su stroge mjere nadzora prometom svinja, stroge biosigurnosne mjere te brza i sigurna dijagnostika jedine alatke pri sprečavanju pojave i/ili širenja ASK.
Premda se sumnja na ASK može postaviti temeljem kliničke slike i patoanatomskog nalaza, sigurna je dijagnoza moguća isključivo laboratorijskim metodama. Metode koje se koriste u tu svrhu su opisane u stavku 2.8.1. Dijagnostičkog priručnika Organizacije za zdravlje životinja (OIE) ili Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals (2012) i Odlukama Europske komisije (Commission Decision 2002/106/EC) te Pravilnicima Republike Hrvatske (N.N. 112/07 i N.N. 116/2008) koji su usuglašeni s preporukama i regulativama Europske komisije.
Valja napomenuti da ASK nikada nije dokazana na području Republike Hrvatske (RH), međutim, sve mjere za rano otkrivanje i brzo prepoznavanje bolesti te rane dijagnostike infekcije su pravovremeno poduzete. Ministarstvo poljoprivrede ovlastilo je Hrvatski veterinarski institut, Laboratorij za dijagnosticiranje klasične svinjske kuge, molekularnu virologiju i genetiku (u daljnjem tekstu Z-III-1) za Nacionalni Referentni Laboratorij (NRL) za dijagnostiku ASK.
Kako u prepoznavanju bolesti moraju sudjelovati svi dionici poput uzgajivača svinja, doktora veterinarske medicine, lovaca, veterinarskih inspektora, te svih koji dolaze u doticaj sa svinjama, u ovom će se tekstu dati osvrt na specifičnosti u pojavi ASK i metodama dijagnostike ove vrlo opasne zarazne bolesti.
Prepoznavanje afričke svinjske kuge
Klinička slika
Subakutni i kronični tijek bolesti očituju se pojavom znakova bolesti 14., pa i do 45. dana nakon infekcije a karakterizira ih intermitentna groznica, slabiji prirast, pobačaji u gravidnih krmača, te simptomi od strane dišnog i probavnog, a ponekad i živčanog sustava (Penrith i sur., 2004). Smrtnost je niža i može iznositi 30-70%, dok svinja doživotno izlučuje virus.
Diferencijalno dijagnostički treba svakako isključiti klasičnu svinjsku kugu. ASK se od KSK može razlikovati istodobnom pojavom infekcije u svinja svih uzrasta, neovisno o pripadajućoj dobnoj kategoriji, dok je za KSK karakteristična veća osjetljivost u prasadi.
Nadalje, najviše je dokazanih slučajeva ASK u ljetnim mjesecima, dok KSK nema sezonski karakter. Treba isključiti i druge klinički srodne bolesti poput cirkovirusne infekcije svinja, reproduktivnog i respiratornog sindroma u svinja, vrbanca, pastereloze, salmoneloze, aflatoksikoza te trovanja. ASK je pri prvoj pojavi na području Rusije i Kavkaza bila zamijenjena cirkovirusnom infekcijom te je točna dijagnoza postavljena tri mjeseca kasnije, kada je već došlo do pojave infekcije i u populaciji divljih svinja.
Laboratorijske metode dijagnosticiranja ASK
Uspješnost provedbe metoda je razmjerna osjetljivosti i specifičnosti odabranog testa, stručnosti osoblja koji test provodi i interpretaciji rezultata. Bitno je napomenuti da se metode odabira moraju u svakom laboratoriju validirati i redovito optimizirati. Kako bi laboratorijsko testiranje bilo valjano, treba u laboratorij dostaviti i kvalitetan materijal za pretraživanje (krv kojoj je dodan antikoagulans, serum, koštana srž, slezena, limfni čvorovi, tonzile i bubreg). Materijal treba dostaviti najbrže moguće u laboratorij Z-III-1 (Savska cesta 143, Zagreb) u rashlađenim uvjetima (4 do 8 °C), ali bez smrzavanja. Uz materijal je potrebno dostaviti ispunjene obrasce i tražene dokumente.
Izravno dokazivanje virusa ASK
Izolacija virusa i hemadsorpcijski test
Virus ASK je moguće izdvojiti iz makrofaga i monocita, te limfocita i neutrofila (Dixon i sur., 2005.) inficiranih svinja. Najčešće se in vitro umnožava u kulturama stanica monocita i makrofaga, ali moguće ga je umnožiti i u drugim stanicama tkiva svinjskog podrijetla (Vallee i sur., 2001). Virus napušta inficiranu stanicu pupanjem tvoreći citopatski učinak (Andres i sur., 1997.). Hemadsorpcijski test je metoda koja se temelji na svojstvu vezivanja eritrocita za stanice makrofaga i monocita koji su inficirani virusom ASK. Premda većina sojeva virusa ASK posjeduje ovo svojstvo, postoje izolati koji ga nemaju, što treba imati u vidu pri provedbi ovog testa. Ovaj test može utvrditi i titar virusa u zaprimljenom materijalu ukoliko se uzorak serijski razrijeđuje.
Usprkos činjenici da su izolacija virusa i hemadsorpcijski test preporučene potvrdne metode dijagnostike ASK prema OIE, pogotovo kod prve pojave bolesti, novija istraživanja ukazuju na nisku osjetljivost samih metoda u usporedbi s danas primjenjivanim metodama molekularne dijagnostike. Razlog tomu je potreba za visokim titrom intaktnog virusa ASK u zaprimljenom materijalu koji pri tom mora biti svjež, jer autoliza onemogućuje rast virusa in vitro (Gallardo i sur., 2015). Nadalje, za provođenje ovih metoda potrebno je u laboratorijima osigurati uvjete biosigurnosne razine 3. ili 4. Same su metode zahtjevne, podložne subjektivnoj interpretaciji rezultata, dugotrajne i skupe. Stoga nisu preporučene u svakodnevnoj primjeni ili provedbi monitoring programa već kao potvrdne metode.
Imunofluorescentni test (IF)
IFom se dokazuju specifični antigeni virusa ASK u tkivu ili leukocitima uginulih/živih svinja. Naročito je koristan kada postoji opravdana sumnja na ASK, a izolacija virusa i hemadsorpcijski test nisu polučili pozitivan rezultat. Za provedbu metode potrebni su adekvatni reagensi (fluorescentni izotiocijanatni anti-virusni ASK konjugat) i mikroskop s fluorescentnim filtrom. Postupak je brz i specifičan. Ova metoda ne pokazuje dovoljnu osjetljivost ukoliko je virus u uzorku prisutan u niskom titru, kao što je slučaj kod subakutnih i kroničnih infekcija. U pravilu se rjetko koristi u državama EU.
Imunoenzimni test za dokazivanje antigena virusa ASK (Ag ELISA)
Dosadašnja istraživanja i validacije Ag ELISA za ASK su vrlo ograničena i provedena su većinom pomoću afričkih izolata virusa. Zbog pojave infekcije na području Europe testiran je jedini tržišno dostupan Ag ELISA komplet i to usporedbom s molekularnim metodama pretraživanja terenskih uzoraka i primjenom europskih izolata virusa ASK.
Osjetljivost Ag ELISA se pokazala vrlo niskom (77.2%) ukazujući na činjenicu da kakvoća materijala pristigla s terena utječe na kvalitetu polučenih rezultata (Gallardo i sur., 2015). Ujedno nastanak imunokompleksa antigen-protutijelo u seropozitivnih svinja inhibira vezivanje antigena virusa za konjugat tijekom postupka, čime se osjetljivost testa dodatno umanjuje. Zbog navedenih osobitosti Ag ELISA nije preporučena metoda dijagnostike ASK. Međutim, Ag ELISA je jeftina i brza metoda koja se može provoditi i automatiziranim uređajima što joj daje prednost kod mnoštvenih pretraživanja uzoraka.
Nadalje, svinje s područja Europe nakon uginuća sadrže visoke titre antigena virusa ASK, što omogućuje Ag ELISA prepoznavanje prisutnosti virusa. Z-III-1 u svom radu i tijekom monitoringa koristi Ag ELISA kao dodatnu metodu dokazivanja virusa ASK.
Molekularne metode dokazivanja ASK
Molekularnim je metodama moguće dokazati virus u krvi, serumu, brisevima sluznica, ekskretima i sekretima inficiranih svinja, tkivima i organima, pa čak i kada je započeta samorazgradnja istih. Nadalje, primjenom konvencionalnih PCR metoda dobiva se supstrat za genotipizaciju virusa.
OIE i EURL preporučuju nekoliko protokola od kojih se najčešće koriste konvencionalna lančana reakcija polimerazom ili konvencionalni PCR (preporuka OIE), lančanareakci ja polimerazom u stvarnom vremenu ili RT-PCR (dvije metode, preporuka OIE i/ili EURL) i konvencionalni PCR temeljen na varijabilnijoj regiji DNK molekule sa svrhom potvrde bolesti i genotipizacije (Tablica 1.).
Usporedbenim testiranjem osjetljivosti i specifičnosti navedenih metoda i to pomoću europskih izolata virusa ASK dokazana je najviša osjetljivost UPL RT-PCR metode (EURL), dok je specifičnost svih testiranih metoda bila jednaka. Naime, u 3.3% slučajeva ova je metoda prepoznala DNK virusa ASK dok konvencionalni PCR (OIE) nije. Poredbom s Taqman Probe RT-PCR (OIE), prepoznala je virus u četiri divlje svinje u kojih su prethodno utvrđena protutijela, kao što je i dokazala prisutnost litvanijskog izolata izdvojenog iz asimptomatskih svinja, što druge metode nisu (Gallardo i sur., 2015.). Stoga je upravo ova metoda preporučena od strane EURL za monitoring i dijagnostiku ASK, pogotovo jer prepoznaje virus u kronično inficiranih svinja, svinja koje su preživjele infekciju i onih koje još nisu razvile kliničke znakove infekcije.
Usprkos tome većina (57%) nacionalnih referentnih laboratorija EU i dalje primjenjuju Taqman Probe RT-PCR (OIE), dok svega 27% laboratorija koriste UPL RT-PCR (EURL). NRL Hrvatske (Z-III-1) koristi u svojem radu sve tri metode molekularne dijagnostike, s temeljem u primjeni UPL RT-PCR metode (EURL).
Analizom nukleotidnih slijedova i genotipizacijom sojeva virusa ASK moguće je dokazati uzajamno srodstvo pojedinih izolata, a time i pretpostaviti podrijetlo virusa.
Tipizacija sojeva virusa ASK se danas provodi analizom nekoliko regija genoma od čega najčešće analizom p72-p54-CVR i odsječka unutar B646L gena koji kodira za kapsidni protein. Temeljem dosadašnjih rezultata genetske tipizacije prepoznata su 22 genotipa virusa od kojih su neki specifični za pojedino područje, način širenja ili razdoblje unutar kojeg se pojavljuju (Lubisi i sur., 2005., Boshoff i sur., 2007.). Upravo je genetskom tipizacijom izolata virusa ASK izdvojenih nakon 2007. godine iz svinja s područja Kavkaza, Rusije i Europe dokazana njihova međusobna visoka srodnost i pripadnost genotipu II, što upućuje na zajednički izvor infekcije. Obzirom da su jednaki izolati ASK izdvojeni iz domaćih svinja u Mozambiku, Zambiji i Madagaskaru, smatra se da je do ulaska virusa na područje Kavkaza došlo zbog hranjenja domaćih svinja kuhinjskim otpatcima s brodova dospijelih iz Afrike u luku Poti na obali Crnog mora (Lubisi i sur., 2005., Beltran-Alcrudo i sur., 2008.).
Neizravno dokazivanje virusa ASK
Imunoperoksidazni test (IPT)
Zbog svoje visoke osjetljivosti i specifičnosti ovaj je test preporučeno koristiti za potvrdni test kada se drugim serološkim metodama poluči pozitivan rezultat u područjima slobodnima od ASK, odnosno u endemskim područjima ukoliko drugi testovi poluče nejasan rezultat. Utvrđeno je da se ovim testom mogu dokazati vrlo niski titrevi protutijela koji nastaju na početku zaraze ili koji se zadrže nakon akutne infekcije u preživjelih svinja. Nadalje, ovim se testom mogu prepoznati i protutijela u ekstraktima organa, što je naročito važno u slučaju pretraživanja lešina divljih svinja kada je onemogućeno uzorkovanje krvi. Nedostatak je testa zahtjevnost u provođenju, moguća subjektivnost u interpretaciji rezultata (Gallardo i sur., 2015). IPT se koristi u Z-III-1 za potvrdni test, kao što je i preporučeno.
Imunoenzimni testovi (Ab ELISA)
Na području Europe najčešće od svih metoda za dijagnostiku ASK koristi se upravo imunoenzimni test za dokazivanja anti-ASK protutijela. On omogućuje mnoštveno pretraživanje velikog broja seruma u relativno kratkom vremenu. Nezaobilazna je metoda tijekom provođenja monitoring programa, ali služi i kao dijagnostička alatka.
Na tržištu EU su dostupna četiri komercijalna kompleta za provedbu imunoenzimnog testa: OIE neizravna ELISA, temeljena na polupročišćenom antigenu virusa ASK, a čiji je protokol razvio OIE; blokirajuća Ingenasa-ELISA, temeljena na monoklonskim protutijelima za protein p72 virusa (Ingenasa-Igezim PPA COMPAC K3; Ingenasa, Madrid, Španjolska); neizravna IDvet-ELISA koja se temelji na više antigenskih osnova za proteine p32, p62 i p72 (ID Screen African swine fever indirect assay, Grabels, France) i neizravna Svanova ELISA temeljena na rekombinantnom proteinu p30 virusa ASK (Svanovir ASFV-Ab Boehringer Ingelheim Svanova, Uppsala, Švedska).
Premda sve navedene komplete koriste laboratoriji na području Europe, njihovom se usporedbom utvrdilo da je Ingezim ELISA najosjetljiviji komplet trenutno na tržištu, premda je najspecifičniji komplet IDvet-ELISA. Z-III-1 koristi Ingenasa-ELISA test koji je i akreditirao.
Imunoblotting (IB)
IB je test temeljen na prepoznavanju specifičnih proteina virusa ASK vezanih za polistirenske trake od strane anti-ASK protutijela. Sama je metoda visoko specifična i osjetljiva te se koristi kao potvrdna metoda dijagnostike. Z-III-1 koristi IB metodu od 2010. godine.
Osvrt na rad NRL u RH
Laboratorij Z-III-1 redovito i uspješno sudjeluje u međunarodnom međulaboratorijskom testiranju (ILCT) kojeg organizira EURL.
Treba naglasiti da je RH među prvim državama u Europi koja je propisala aktivno nadziranje ASK (2010. i 2011. godine), a koje je podrazumijevalo serološko (Ab ELISA) i virološko (PCR i RT-PCR) pretraživanje krvi i organa divljih (1%) i domaćih (3%) svinja dostavljenih u laboratorij zbog pretraživanja na klasičnu svinjsku kugu.
Nakon 2011. provodi se pasivno nadziranje, kojim je do danas utvrđena infekcija u svih zahvaćenih država EU. Pasivni nadzorni program se temelji na obveznom pregledu svih uginulih domaćih i divljih svinja RT-PCR metodom.
U budućem radu NRL će nastojati jačati kapacitete edukacijama i osposobljavanjem djelatnika Hrvatskog veterinarskog instituta (Podružnica) za provođenje Ab ELISA testa kako bi u slučaju pojave infekcije moglo brzo i sigurno biti primjenjen aktivni nadzorni program.
Zaključci
ASK je vrlo kontagiozna virusna zarazna bolest svinja koja se usprkos primjeni opsežnih mjera sa svrhom iskorjenjivanja i/ili prevencije i dalje širi Europom.
Osnovne alatke za suzbijanje i prevenciju širenja ASK su restriktivan i strogi nadzor prometa svinjama i njihovim proizvodima te sirovinama; primjena strogih biosigurnosnih mjera na farmama te pasivni ili aktivni nadzor domaćih i divljih svinja pretraživanjem krvi i organa laboratorijskim metodama.
ASK se ne liječi, te do danas nije razvijeno učinkovito i sigurno cjepivo protiv ASK, stoga je suzbijanje bolesti otežano. S druge strane nedostatak cjepljenja omogućuje postavljanje dijagnoze temeljem nalaza protutijela za ASK.
Danas se najosjetljivijim metodama dijagnostike ASK smatraju molekularne metode za dokazivanje DNK virusa ASK i imunoperoksidazni test (IPT) za dokazivanje anti-ASK protutijela. Dok je molekularne metode moguće koristiti u mnoštvenom pretraživanju, te u slučaju pozitivne reakcije potrebno je provesti neku od OIE preporučenih potvrdnih metoda, IPT se ne može koristiti za veliki broj pretraživanja te se tada koristi Ab ELISA, a IPT kao potvrdni test.
RH je kao zemlja slobodna od ASK poduzela i primjenila sve dostupne mjere prevencije ASK. Uz održavanje spremnosti veterinarske službe i stalnog jačanja laboratorijskog kapaciteta stvoreni su uvjeti i za pravovremeno prepoznavanje zaraze i brzo te sigurno dijagnosticiranje ASK.
Literatura [… prikaži]
Diagnostic of African swine fever (ASF)
Lorena Jemeršić, Jelena Prpić, Tomislav Keros, Croatian Veterinary Institute
A frican swine fever (ASF) is a contagious viral disease of domestic and wild swine that is characterised by haemorrhagic fever and very high morbidity and mortality (up to 100%). The causative agent is a DNA virus, the only member of the Asfaviridae family. After infection the virus may be detectable in blood a few hours later if molecular methods are used, whereas it is detectable by other virological methods the third day post infection. Antibodies develop the 7 th or 10 th post infection day therefore a combination of virological and serological methods is ideal for surveillance and diagnostic purposes. In Croatia the National referent laboratory for ASF is accredited and situated in Zagreb within the Croatian veterinary institute. Methods used for the diagnosis of ASF are described within Diagnostic Manual (Gazzette 116/08) that is in accordance with European Directives (2002/106/EC) and recommendations within the the Diagnostic Manual of the Animal Health Organization (OIE). We here describe the advantages and disadvantages of hte most recommended and used methods for ASF diagnosis as well as a retrospective of the work and acomplished results of the NRL.