Virus Zapadnog Nila u ptica

Vladimir Savić

Doc. dr. sc. Vladimir SAVIĆ, znanstveni savjetnik, Hrvatski veterinarski institut, Centar za peradarstvo, Zagreb

▲

Uvod

Ptice su u prirodnom ciklusu rezervoar virusa Zapadnog Nila (VZN) koji se prenosi komarcima na druge ptice, ali i sisavce, uključujući i čovjeka. Većina zaraženih ptica obično ne pokazuje kliničke simptome, ali ptice mogu oboljeti čak i sa smrtnim ishodom ovisno ponajprije o vrsti, ponekad i dobi te o patogenosti soja VZN-a. U Sjevernoj Americi su se kao najosjetljivije ptice pokazale vrste iz porodice vrana, a u Europi grabljivice, poglavito jastreb. Od domaće peradi je posebno osjetljiva guska, dok kokoš i puran ne pokazuju simptome. Najvažniji rezervoari VZN-a su određene vrste ptica iz redova vrapčarki, močvarica i sova zbog dugotrajne i izrazito visoke viremije te ih smatramo kompetentnim rezervoarima koji služe za daljnje širenje virusa. Druge vrste ptica koje mogu biti zaražene, zbog niske i obično kratkotrajne viremije, ne predstavljaju kompetentne rezervoare VZN-a, tj. kao i sisavci predstavljaju krajnjeg domaćina za ovaj virus.

▲

Etiologija

Virus Zapadnog Nila (VZN) pripada porodici Flaviviridae, rodu Flavivirus koji broji preko 90 virusa. Prema načinu prijenosa razvrstavamo ih u 3 skupine; (1) flaviviruse koji se prenose komarcima i krpeljima, a zaražavaju brojne kralježnjake te su najznačajniji flavivirusi za ljude i životinje (2) flaviviruse za koje je nepoznat vektor, a zaražavanje je vjerojatno ograničeno samo na kralježnjake i to vjerojatno samo glodavce i šišmiše te (3) flaviviruse koje nalazimo isključivo u kukcima, prvenstveno komarcima. Ptice su prirodni rezervoar za brojne flaviviruse iz prve skupine, uključujući i virus VZN (Moureau i sur., 2015.) dok ljude i ostale kralježnjake smatramo slučajnim domaćinima (van der Meulen i sur., 2005., Benzarti i sur., 2019.).
Trenutno je predloženo devet genskih loza za razvrstavanje sojeva VZN-a (Fall i sur., 2017.). Loza 1 se dodatno dijeli se na skupine/kladone 1a, 1b (ili Kunjin virus) i 1c (Gray i Webb, 2014.), a najrasprostranjenija je u SAD-u, Africi, Europi i na Bliskom Istoku (Fall i sur., 2017.). Virulencija među spomenutim lozama VZN-a jako varira. Na primjer, loza 3 (virus Rabensburg) nikada nije dokazana u ljudi niti se uspjelo pokusno inficirati stanične kulture sisavaca i ptica, kućnog vrapca ili kokošje embrije (Aliota i sur., 2012.). Nasuprot tome, loze 1 i 2 su odgovorne za velike epizootije životinja i epidemije ljudi (Aliota i sur., 2012., David i Abraham, 2016.). Virusni sojevi unutar iste loze također mogu pokazati varijaciju u patogenosti. Na primjer, unatoč visokoj genskoj povezanosti afričkog soja KN3829 i sjevernoameričkog soja NY99, potonji pokazuje nevjerojatno različit fenotip virulencije za ptice, izazivajući značajno višu viremiju i smrtnost u američkih vrana (Brault i sur., 2004.).

▲

Ptice – rezervoari virusa Zapadnog Nila

U prirodnom su ciklusu ptice rezervoari u kojima se VZN umnožava, dok komarci, poglavito iz rodova Culex, Aedes i Ochlerotatus imaju ulogu vektora. U takvom ciklusu, ljudi, konji i drugi sisavci, ukoliko budu zaraženi, predstavljaju slijepu ulicu što znači da ne mogu poslužiti kao izvor infekcije budući da je u njih viremija vrlo slaba (Komar, 2000.). Zabilježen je i transovarijalni prijenos virusa u komarcima, a vrste komaraca koje prezime kao adulti mogu također biti izvor zaraze u narednoj sezoni. (Nelms i sur., 2013). Novija istraživanja ukazuju i na mogućnost prezimljavanja VZN-a u pticama i u odsutnosti komaraca (Montecino-Latorre i Barker, 2013). Osim brojnih sisavaca, virus može biti prenesen i na vodozemce i gmazove. Razina i trajanje viremije u pticama značajno varira obzirom na vrstu. VZN se održava u enzootskim područjima u ciklusu između komaraca i ptica. Vrste komaraca koji se hrane i na pticama i na sisavcima bivaju zaražene obično u kasno ljeto i ranu jesen te tada mogu prenijeti virus s ptica na ljude, konje i druge slučajne domaćine (Hubalek i Halouzka, 1999., Komar, 2000., Laperriere i sur., 2011.). Ptice selice mogu prenijeti VZN u nova područja, budući da u pojedinim vrstama viremija traje i duže od tri mjeseca (Malkinson i sur., 1998., Rappole i sur., 2000.).

Kada razmatramo VZN u ptica, treba imati na umu da ptice predstavljaju biološki vrlo raznoliku skupinu kralježnjaka što se može usporediti s raznolikošću sisavaca. Štoviše, s 10.699 ptičjih vrsta dvostruko ih je više, a prema nekim novijim podacima o broju ptičjih vrsta i trostruko više nego vrsta sisavaca. Samim time se nameće zaključak da među pticama postoje velike razlike u prijemčivosti za infekciju VZN-om i osjetljivosti prema ovom virusu.
Iako je preko 600 ptičjih vrsta prijemčivo za infekciju VZN-om, to ne znači da ujedno predstavljaju i rezervoare ovog virusa i sudjeluju u njegovom širenju. Kompetentnim rezervoarima, odnosno domaćinima VZN-a koji sudjeluju u njegovom širenju smatramo samo one vrste ptica u kojih je viremija viša od 10⁶ PFU po mililitru krvi. Što je viremija viša te što duže traje to je i indeks kompetentnosti rezervoara (IKR) veći. Ptičje vrste s većim IKR-om imaju značajniju ulogu u širenju VZN-a i obratno (Tolsá i sur., 2018.). Najveći IKR je utvrđen u ptica iz reda vrapčarki (Passeriformes) kojemu primjerice pripada i porodica vrana, zatim iz reda močvarica (Charadriiformes) koje su zastupljene galebovima i ćurlinima te iz reda sovki (Stigiformes) odnosno sova. Nasuprot tome, ptice iz redova golupčarki (Columbiformes) i pelikanki (Pelecaniformes) kojem pripadaju i čaplje, rode i vranci, zatim iz reda papigašica (Psittaciformes) te iz reda kokošaka (Galliformes) među koje se ubrajaju i puran i gnjetao (fazan), smatramo nekompetentnim za širenje virusa budući da u njih nakon infekcije viremija ostaje ispod 10⁴ PFU po mililitru krvi (Kilpatrick i sur., 2007.). Čini se da neke vrste vrana, šojki, svraka, galebova i drugih ptice mogu također izlučivati VZN oralnim i fekalnim putem, što bi značilo da se virus može izravno prenijeti s jedne na drugu pticu. Ptice grabljivice i vrane vrlo vjerojatno se mogu zaraziti i jedenjem drugih ptica, a insektivorne ptice jedenjem komaraca (Kipp i sur., 2006., Komar i sur., 2003., Nemeth i sur., 2006., McLean i sur., 2001.).

▲

Rasprostranjenost virusa Zapadnog Nila

Virus Zapadnog Nila je u ptičjoj vrsti prvi put dokazan u Egiptu 1953. godine izdvajanjem virusa iz krvi dva goluba pećinara (Columba livia) i jedne sive vrane (Corvus cornix) (Work i sur., 1953.).
Danas je VZN proširen gotovo u cijelom svijetu s tim da je na zapadnoj hemisferi prvi put dokazan tek 1999. (Nash i sur., 2001.). Virus koji je te godine dokazan u New Yorku (NY99) bio je izrazito virulentan, pripadao je lozi 1 i bio je vrlo srodan virusima izdvojenim iz rode (Ciconia ciconia) i domaćih guskaka (Ander anser domesticus) u Izraelu od 1997. godine do 2000. godine (Malkinson i sur., 2002.) što upućuje na mogući utjecaj globalne trgovine i putovanja na globalno širenje VZN-a (Petersen i Roehrig, 2001.).
VZN loze 2 se kasnije proširilo izvan svojih povijesnih granica koje su dugo vremena bile ograničene između Južne Afrike i Madagaskara (Lanciotti i sur., 1999., Burt i sur., 2002.). U 2004. godini, VZN loze 2 je zabilježen najprije Mađarskoj u jastrebu (Accipiter gentilis) (Bakonyi i sur., 2006.) gdje narednih godina poprima i enzootski karakter zaražavajući uz jastrebove i kopce (Accipiter nisus) (Erdelyi i sur., 2007.). Zanimljivo je da je u Mađarskoj nešto ranije iz domaćih gusaka izdvojen i VZN loze 1 vrlo sličan virusima izdvojenim u Izraelu i New Yorku između 1998. i 1999. godine (Glávits i sur., 2005., Bakonyi i sur., 2006.). Nakon dokaza VZN-a loze 2 u Mađarskoj, virus ove loze je dokazan i u Austriji tijekom 2008. i 2009. također u jastrebovima, ali i u velikom sokolu (Falco rusticolus) (Wodak i sur., 2011.). U Italiji je 2011. virus loze 2, osim u oboljelih ljudi, dokazan i u lokalnim pticama gugutkama (Streptopelia decaocto) i autohtonim komarcima (Culex pipiens) (Savini i sur., 2012.). Situacija u Italiji tim više je složena budući da u toj zemlji u pticama i komarcima istodobno cirkulira i virus loze 1, što je moguće slučaj i u drugim zemljama, ali uglavnom nisu provođena sustavna istraživanja pa takvih podataka nema. U proteklih nekoliko godina došlo je do širenja VZN-a loze 2 u veliki broj europskih zemalja, a u većini slučajeva ovaj virus je dokazan u grabljivica, najčešće u uginulim jastrebovima kao što je to bio slučaj 2018. i u Hrvatskoj (Vilibić-Čavlek i sur., 2018.).
Općenito, u ptica su danas daleko najrasprostranjenije loza 1 i loza 2 VZN-a (Savini i sur., 2012.) s tim da je loza 1 prisutna na svim kontinentima osim Antarktika, dok je loza 2 ograničena na Afriku i Europu (OIE, 2018.).

▲

Klinička i patoanatomska slika u ptica

Unos virulentnog VZN-a 1999. u Novi Svijet za posljedicu je u SAD-u i Kanadi imao stotine umrlih ljudi, ali i iznenadna uginuća desetaka tisuća ptica. Virus je tada detektiran u najmanje 208 ptičjih vrsta, a najviše u američkih vrana (Corvus brachyrhynchos) (Marra i sur., 2004.). Epizootija se u SAD-u nastavila tako da je do 2018. godine infekcija ovim virusom zabilježena u 342 ptičje vrste (Benzarti i sur., 2019.). Komar i sur. (2003) su pokusno zarazili 25 sjevernoameričkih vrsta ptica lokalnim izolatom. Od 87 zaraženih jedinki simptomi su zapaženi u 28 ptica, osobito u vrsta iz porodice vrana (Corvidae) i galebova (Laridae). Znakovi bolesti su se prezentirali kao generalizirana letargija, nakostriješeno perje, neuobičajeno držanje, nemogućnost zadržavanja glave uspravno i ataksija. U većini slučajeva smrt je nastupila u roku od 24 sata nakon pojave kliničkih znakova. Vanjska krvarenja, bilo iz usta ili iz kloake, zabilježena su u malom broju američkih vrana. Ovo istraživanje je, uz terenska iskustva, ukazivalo na ptice iz porodice vrana kao glavne indikatore nazočnosti virusa u Americi. Istodobno, u Europi su rijetko bilježeni slučajevi prirodne infekcije, kliničkih simptoma i ugibanja divljih ptica (Hubalek i Halouzka, 1999.). Situacija se dramatično promijenila nakon prodora neuroinvazivnih sojeva loze 2 u Mađarsku 2004. godine koji je ukazao na veliku osjetljivost jastrebova (Accipiter gentilis), kobaca (Accipiter nisus) i drugih grabljivica prema ovom virusu. Klinički znakovi su naglo nastupili, a očitovali su se ataksijom, podrhtavanjem glave i, u terminalnoj fazi, konvulzijama. U odraslih ptica klinički znakovi su trajali nekoliko dana, nakon čega je došlo do uginuća ili postupnog oporavka. Patoanatomske promjene su bile nespecifične uključujući kongestiju unutarnjih organa. Sivi sokol (Falco peregrinus), škanjac (Buteo buteo) i kokoš koji su kohabitirali sa zaraženim kopcima i jastrebovima u istom utočištu za životinje, nisu pokazali nikakve kliničke znake (Bakonyi i sur., 2006., Erdelyi i sur., 2007.). Slični objavljeni i neobjavljeni nalazi VZN-a loze 2 u uginulim grabljivicama i to najčešće u jastrebovima zabilježeni su i u mnogim drugim europskim zemljama tijekom proteklih nekoliko godina. Godinu prije prodora virusa loze 2 u Europu, u farmskih gusaka u Mađarskoj je zabilježena infekcija virusom loze 1. Zamijećena je ataksija, povremeni tortikolis i opistotonus, nekoordiniranost, ritmično njihanje glave u obje strane, svijeni vrat u obliku sinusoide i nenormalan položaj glave i gubitak težine. Smrt je nastupila 4 do 5 dana nakon pojave kliničkih znakova. Tijekom 6 tjedana ukupno je uginulo 14% mladih gusaka (Glávits i sur., 2005.). Ovakvi simptomi su opisani i u pokusno zaraženih guščića virusom loze 1. Viremija u guščića je nakon pokusnog zaražavanja dovoljno visoka za daljnje širenje virusa komarcima, a čak je moguć i horizontalni prijenos ovog virusa među guščićima (Swayne i sur., 2001). Spontana infekcija guščića vrlo srodnim virusom koja je za posljedicu imala uginuće i preko 25% uz horizontalno širenje opisana je u Kanadi (Austin i sur., 2004.). Za razliku od guščića, pokusno zaraženi pilići i purići ne pokazuju kliničke simptome, nisu kompetentni rezervoari budući da je viremija niska i kratkotrajna, a nije zabilježeno ni horizontalno širenje VZN-a među njima. Unatoč niskoj viremiji i odsutnosti kliničkih znakova u pilića i purića vrlo brzo dolazi do serokonverzije (Senne i sur., 2000., Swayne i sur., 2000.). Zbog toga su se pilići i mlade kokoši pokazali kao vrlo prikladni sentineli (prokazivači) za virusnu aktivnost u određenom području tijekom sezone na način da im se dokazuju specifična protutijela za VZN u krvnom serumu (Langevin i sur., 2001., Chaskopoulou i sur., 2013.). Pilići i mlade kokoši su i u Hrvatskoj uspješno korišteni kao sentineli u sustavu ranog otkrivanja VZN-a i prevencije infekcije ljudi na način da su pravodobno detektirane seropozitivne jedinke u određenim područjima što je omogućilo ciljanu primjenu protuepidemijskih mjera (Savić i sur., 2016.).

▲

Dijagnostika virusa Zapadnog Nila u ptica

Kliničku sumnju u oboljelih ptica, uz izostanak specifičnih patoanatomskih promjena u uginulih jedinki, treba laboratorijski potvrditi dokazom VZN-a, posebno ako se radi o osjetljivim vrstama. U Europi prvenstveno treba obratiti pažnju na grabljivice među kojima su, čini se, najosjetljiviji jastrebovi, ali i na uginuća ptica iz porodice vrana, poput vrane, svrake i šojke.
U ptica se također mogu koristiti serološki testovi koji su naročito praktični za manje osjetljive vrste ptica i one koje imaju nizak IKR poput kokoši, purana i srodnih vrsta. Loša strana seroloških testova u dijagnostici VZN-a u ptica je križna reakcija s ostalim virusima iz kompleksa Japanskog encefalitisa, poput virusa Usutu, a za kojeg su rezervoari upravo divlje ptice. U ptica se VZN najlakše dokazuje u srcu, mozgu ili jetrima, a ponekad i u drugim organima, npr. slezeni, bubregu ili crijevima. Virus je moguće izdvojiti u staničnim kulturama, primjerice u Vero stanicama, no postupak je dugotrajan i zahtijeva laboratorij visoke razine biosigurnosti (OIE, 2018). Virus se može uzgajati i u kokošjim embrijima (Crespo i sur., 2009.).
Razvojem molekularnih tehnika koje se temelje na lančanoj reakciji polimerazom (PCR) moguće je brzo i točno dokazati VZN u kliničkom materijalu ili potvrditi virusne izolate u staničnim kulturama (Tang i sur., 2006., Eiden i sur., 2010., Johnson i sur., 2010.).

Literatura [… prikaži]