Charreyre, C., DVM, MSc; Andréoni, C. PhD; Joisel, F. DVM, MSc;
Merial S.A.S., Lyon, France
PCV2 je spojován s řadou závažných onemocnění prasat ( Allan G. and Ellis J., 2000; Segáles J. and Domino M., 2002), včetně syndromu multisystémového chřadnutí selat po odstavu (PMWS), proliferativní a nekrotizující pneumonie ( PNP), syndromu porcinní dermatitidy a nefropatie (PDNS), komplexu respiračních onemocnění prasat (PRDC) a abortů a reprodukčních problémů.
Je odhadováno, že PMWS a onemocnění spojovaná s PCV2 (PCVD nebo PCVAD) stojí evropské producenty 562-900 milionů Euro každý rok ( Tucker A. W. and Donadeu M., 2006) a závažná vzplanutí se vyskytují po celém světě.
V tomto článku se pokusíme shrnout informace o vlastnostech PCV2, o epizootologii, patogenezi a klinických příznacích, které jsou spojeny s infekcí PCV2. A dále nastíníme důsledky pro vakcinační strategie a pokus o vysvětlení, jak vakcinace může vyvolat ochranu.
1.Vytvoření vakcíny, založené na vlastnostech viru a charakteru onemocnění
Epizootologie, klinické příznaky a charakteristika viru
PCV2 se nachází na celém světě a v současné době je jen málo chovů bez PCV2. Příznaky onemocnění, které jsou spojované s infekcemi PCV2 jsou extrémně variabilní. Abychom lépe porozuměli prevalenci, závažnosti a vývoji PMWS a PCVD, tak Merial v letech 2004-2006 provedl čtyři velké průzkumy mezi veterináři zabývajícími se problematikou prasat, v západní a střední Evropě, v USA a Asii . Tyto průzkumy ukázaly, že prevalence PMWS a PCVD je stále vysoká ve všech částech světa a má značný zdravotní a ekonomický dopad. Zdá se, že chřadnutí je stále dominantním klinickým příznakem. Zvýšila se mortalita, další infekce i jejich přímé následky a také použití antibiotik. Můžeme říci, že projevy onemocnění se vyvíjí.
Když v roce 1995 bylo PMWS poprvé zaznamenáno, tak tento syndrom byl popsán s typickými klinickými příznaky jako je progresivní výrazné hubnutí, zvětšené a hmatatelné mízní uzliny, těžké dýchání, bledost a ikterus, spolu s výraznými patologickoanatomickými lézemi a histopatologickým nálezem jako je lymfoidní deplece a granulomatózní zánět v různých orgánech. Takže definice PMWS u prasete jako jednotlivce se opírá o klinické příznaky, typické léze a přítomnost velkého množství viru nebo virového genomu v lézích.Definice onemocnění na úrovni stáda byla navržena -European PCV2 research Initiative ( 6th Framework Programme Priority SSP/5.4.6 – EU Project No.:513928 – Control of Porcine Circovirus Diseases (PCVD) a zahrnuje individuální diagnózu PCVD u prasat a kvantitativní zvýšení mortality(www.pcvd.org.). Podobná definice byla také navržena AASV a NPB.
Na začátku propuknutí onemocnění mortalita kulminuje na 35-40 %, v některých turnusech je někdy i vyšší a vyskytovala se zejména ve stáří 6-14 týdnů. V současné době se mortalita objevuje mezi 6-20ti týdny nebo i později a klinické příznaky se mohou objevit opožděně a mohou být méně výrazné. V minulosti se u jednoho prasete nacházely typické morfologické léze. Nedávno a to v mnoha zemích, byla pozorována zvýšená variabilita ve velikosti prasat, v počtu zakrslíků a zvýšení počtu neprodejných prasat. Nyní je častěji pozorován pokles v průměrných denních přírůstcích a v konverzi živin, respiratorní a trávicí poruchy, které neodpovídají na terapii antibiotiky a příznaky PMWS nejsou tak zřetelné. Když chceme potvrdit diagnózu PCVD, ne všechny typické anatomické a histopatologické léze jsou nalézány u jednotlivce. Tato různost typických klinických příznaků a lézí může ztížit diagnostiku PCVD a může se zdát, že onemocnění zmizelo.Proto se nyní doporučuje provést komplexní pitvu na 3-5 podezřelých kusech, odebrat více orgánů pro histopatologické vyšetření a detekci PCV2. V nedávné studii provedené v Itálii použití této metody ukázalo, že z 21 stád podezřelých na PCVD bylo jen 17 skutečně postiženo.
PCV2 je nejmenší známý virus u savců, jeho malá struktura bez obalu je velmi odolná k dezinfekci a inaktivaci. Všechny izobáty PCV2 zkoumané na celém světě jsou velmi blízce příbuzné. Aktuální dostupná data navrhují rozlišení PCV2 do dvou genotypů, „starší“ genotyp 2 a „mladší“ genotyp 1. Tato změna přirozeně proběhla v celém světě v letech 2003-2004. Studie antigenů podporují tuto klasifikaci a rozdělují dále několik PCV2 sérotypů. A přesto se předpokládá, že PCVD jsou multifaktoriální onemocnění. Velká variabilita pozorovaná v klinických příznacích a epidemiologii není kvůli genetickým nebo antigenním variacím mezi PCV2 izoláty, ale hlavně kvůli dalším faktorům.Konkrétně dodnes nejsou zaznamenány změny v sekvencích PCV2,které by mohli vysvětlit vzplanutí PCVD nebo by mohly být spojovány se zhoršeným průběhem onemocnění.
Pozorovaná účinnost různých vakcín, které jsou všechny připraveny z PCV2 genotypu2, zatímco současná terénní populace patří ke genotypu 1, svědčí proti existenci patotypů. Vakcinace stád prasnic vakcínou CIRCOVAC (obsahuje genotyp 2 PCV2) měla za následek významný pokles onemocnění spojených s PCV2 a celkové mortality a to i přesto, že PCV2 genotyp1 je převládající.
Infekce je tak perzistentní a široce rozšířená v populacích prasat a virus tak rezistentní, že potřeba vakcín bude pravděpodobně trvalá a bude to součást managementu ve stádech prasat na všech úrovních života prasete.
Patogeneze a patologie
PCV2 působí imunosupresivně a vyvolává léze v lymfoidních tkáních a progresivní zaostávání v růstu u infikovaných prasat.
Klíč k porozumění , jak se PCVD projeví, záleží na včasné expozici mladých selat s PCV2. Když se selata setkávají s výraznou PCV2 čelenží v raném stádiu života, průběh onemocnění je výraznější . Konečný klinický výsledek a projevy onemocnění během celého života prasete tak závisí na této rané fázi.
Zatím nebyly identifikovány prvotní cílové buňky pro PCV2 replikaci, ale velká množství PCV2 viru jsou zjišťována brzo po infekci v dendritických buňkách(DC), což je specifický druh buněk, které jsou odpovědné za prezentaci antigenů lymfocytům. V dendritických buňkách je PCV2 schopný uniknout lýze a zůstat nepostižen ve velkých množstvích dlouhou dobu, dále PCV2 zablokuje schopnost dendritických buněk zahájit imunitní reakce a tímto napadá centrální kontrolu prasečích imunitních mechanismů. V akutních fázích vrozená a získaná imunita kolabuje a infikovaná prasata se stávají cílem pro PCV2 a příležitostné patogeny.
Jako důsledek této imunosuprese nás nepřekvapuje, že infekce PCV2 je typická růzností klinických příznaků výše popsaných, a to výraznou ztrátou hmotnosti, ikterem, respiratorními a trávicími poruchami s různou intenzitou a mortalitou.
Féty jsou vnímavé k PCV2 infekci, ačkoli aborty způsobené PCV2 jsou spíše výjimečné. Počáteční odhady spojovaly PCV2 s fatálními lézemi na myokardu u zmetků,ale nenašlo se mnoho případů. Důkaz, že PCV2 je schopen projít placentární bariérou není vždy přesvědčivý. Na druhé straně nedávná pozorování na farmách postižených PCV2 ukázala, že infekce PCV2 v chovných stádech může hrát určitou roli v zhoršení reprodukčních funkcí a PCV2 může být odpovědný za přebíhání , výskyt mrtvě narozených selat a rození slabých selat.
V laboratorních experimentech jsou embrya citlivá k infekci PCV2, jakmile zmizí zona pellucida. Embryonální odůmrť může vést k přebíhání, což je často zřejmé z terénních pozorování. V této fázi je nejpravděpodobnější zdroj PCV2 semeno a v některých případech byly zjištěny vzorky semene pozitivní na PCV2. Ukazuje se, že získávání semene přímo na farmě je rizikový faktor pro PCVD. Kontaminace semene může být buď v důsledku vylučování viru kancem nebo náhodnou kontaminací během přípravy semene. Experimentálně infikované semeno PCV2 může vyvolat embryonální odúmrť. U prasat, experimentálně infikovaných se akutní klinické příznaky vyskytly s vyšší než 50% incidencí jen když byla selata mladší než 3-4 týdny a většinou u zvířat , která byla stimulována nebo infikována dalšími patogeny. Téměř 100% incidence je jen u třídenních gnotobiotických stimulovaných selat. U starších prasat má infekce PCV2 mírnější klinické příznaky. Nejstarší prasata experimentálně infikovaná s příležitostnými akutními klinickými příznaky byly šesti týdenní konvenční a koinfikované Mycoplasma hyopnemoniae.
Proto konstrukce vakcíny se musí zaměřit na ochranu prasečího imunitního systému a to zvláště u mladých zvířat s dozrávajícím imunitním systémem.To je obzvláště složité provést, protože účinek vakcíny je založen na aktivaci stejného imunitního systému a samotná imunostimulace je zatěžující faktor pro projev PCVD. Ideální vakcinace by měla umožnit nově narozeným selatům získat a udržet 100% schopnost svého imunitního systému.
Vakcinace by rovněž měla ochránit reprodukční a gestační fáze.
Imunitní reakce
Několik případových studií určilo jako rizikový faktor nízký příjem kolostra pro klinicé projevy PMWS a selata,která získala vysokou pasivní imunitu k PCV2 se jeví jako dobře chráněna před čelenží PCV2. Normální aktivní imunitní reakce proti PCV2 jsou i u prasat s imunitním systémem, který není příliš poškozen.
PCV2 infekce obecně vyvolává výraznou produkci protilátek. Protilátková odpověď je dobře vyvážená vzhledem k subtypům imunoglobulinů a je hlavně zaměřena proti kapsidovému proteinu. Za definovaných laboratorních podmínek hladiny protilátek mohou být spojovány s ochranou proti čelenži nebo infekci, ale v terénních podmínkách se brzy zjistilo, že sérologická ověřování klamou a že jasný vztah s onemocněním nemůže být často stanoven. Mnoho prasat je séropozitivních a např. mateřské protilátky klesají v širokém rozmezí od 2-15 týdnů věku. Takže dostupné sérologické testy jsou značně variabilní a porovnávání studií je složité. To vedlo k přesnějším stanovením kvality protilátkových odpovědí. Již v roce 2000 byly navrženy testy, které detekují neutralizační protilátky a předpokládalo se, že neutralizační protilátky nebyly tvořeny v závažných případech PMWS a toto bylo široce potvrzeno a rozšířeno nedávnými studiemi. Je logické předpokládat, že virus neutralizační protilátky budou více účinné v rané fázi infekce, které chrání proti cirkulaci PCV2 a dalším příznakům.
Nedávno byly také navrženy testy, které hodnotí IgM protilátky. Tento typ testu může pomoci lépe detekovat aktivní sérokonverzi u prasat a ve stádech, ačkoli to neumožní kompletní a přímé zhodnocení cirkulace viru a jeho množství.
V subklinických případech PCV2 infekce je spojována s ranou produkcí interferonu alfa a proto vývoj buněčné imunity může limitovat nebo omezit závažnost onemocnění. Vývoj buněčné imunity specifické pro PCV2 nebyl zatím jasně dokumentován, ale byl dokázán u prasniček vakcinovaných CIRCOVACEM. Poněvadž PCV2 je tak dobře chráněn v makrofázích a dendritických buňkách, úloha buněčné imunity může být významná k omezení šíření viru v těle prasete.
A proto pasivní nebo aktivní imunita může ochránit prasata proti infekci PCV2. Protilátky a zvláště neutralizační, ale také buněčná imunita je tvořena a může chránit proti PCV2 infekci. Tato pozorování poskytla všechny nezbytné teoretické důvody, abychom se domnívali, že vakcinace bude užitečný nástroj k prevenci PCVD.
Jak ukazují epidemiologické a patogenetické studie, klíč k porozumění projevům PCVD záleží na rané expozici virem PCV2 na mladá selata.
Když sele čelí silné infekci PCV2, pak nově narozené sele s nízkou materiální imunitou bude podrobeno ranému imunitnímu kompromisu, který ohrožuje jeho imunitní schopnosti. Toto přinutí selata využít svůj imunitní buněčný potenciál tak, aby mohlo čelit dalším mnohým infekcím a patogenům. Při dalších kontaktech s více viry PCV2 a kofaktory schopnost selete produkovat správnou imunitní odpověď zůstane zachována, ale je méně výrazná a účinná.
Pokud je sele chráněno účinnou mateřskou imunitou, sele nebude tak zatěžováno a může se daleko lépe připravit na další infekci. Na další kontakty s více PCV2 a kofaktory bude sele připraveno s plnou přirozenou schopností odpovědět. V mnoha případech se tato raná ochrana plně rozšíří po celé trvání života prasete, jak ukazuje úspěšné použití CIRCOVACU v Evropě.
2.Profylaxe a kontrola: jak pracují vakcíny?
Vidíme, že vysoce kvalitní mateřská imunita předaná selatům pokryje citlivou ranou fázi života selete. U druhů, které mají epiteliochoriální placentu jako je prase se jasně ví, že kolostrum obsahuje antigenně specifické mateřské globuliny, které hrají důležitou roli v pasivní ochraně nově narozených selat. Ale kolostrum obsahuje nejen protilátky, ale také imunokompetentní T a B lymfocyty. Nedávné experimenty u SPF selat jasně ukázaly, že kolostrum od prasnic vakcinovaných CIRCOVACEM obsahuje interferon gama produkující PCV2 specifické CD 8+ T buňky, zatímco v kolostru od nevakcinovaných prasnic nejsou žádné interferony gama. Tato data spolu s předchozími zprávami ukazují, že leukocyty izolované z kolostra mohou procházet bariérou u nově narozených selat a jasně potvrzují, že mateřské antigen specifické leukocyty mohou přecházet k selatům kolostrem. Toto představuje velmi účinný nástroj aktivní ochrany proti infekcím u nově narozených selat.
Proto selata chráněná kvalitní pasivní imunitou budou daleko schopnější si vytvořit své vlastní kvalitní imunitní reakce a po zbytek života se vyrovnávat s PCV2 .
Vakcinace stád prasnic CIRCOVACEM ukázala značné zlepšení zdravotního a ekonomického stavu farem a pokles onemocnění spojovaných s PCV2 , celkové mortality, omezení medikací ( zvláště antibiotik), výrazné zvýšení denních přírůstků ve všech fázích života prasete.
Abychom přesněji zhodnotili povahu a předvídatelnost účinku CIRCOVACU, byl použit lineární regresivní model ke srovnání výsledků získaných před a během vakcinace v Německu, kde nejvíce údajů existuje nejdelší dobu( 233 farem, 67 tis. prasnic, více než 2 mil. prasat od roku 2005).
Pro každou farmu byl pokles v mortalitě po vakcinaci srovnáván s původní mortalitou před vakcinací. Grafy odpovídají na otázku, jaké snížení mortality může být očekáváno po vakcinaci.
Výrazné pozitivní lineární korelace byly zjištěny v mortalitě před a po vakcinaci. Čím vyšší byla mortalita před vakcinací, tím bylo zlepšení po vakcinaci a farmy se vrátily téměř k normální hodnotě mortality u odstavených selat a výkrmových prasat. Tyto výsledky ukazují, že selata narozená od vakcinovaných prasnic byla chráněna před škodlivým účinkem PCV2 během celého života. Podobné výsledky byly zjištěny ve Francii a Kanadě.
Kromě toho, poslední předběžné studie na farmách vakcinovaných CIRCOVACEM za použití francouzského programu“ Gestion Technique des Troupeaux de Truies“ (GTTT) ukázala zvýšení živých selat ve vrhu o 0,44 a zkrácení intervalu odstav-zabřeznutí o 1,35 dní u vakcinovaných matek. Toto zlepšení ukazuje lepší přežívání embryí a plodů během březosti u samic vakcinovaných CIRCOVACEM.
Interference mateřských protilátek s vakcinací selat byla demonstrována u MLV vakciny.
Tato interference může být rovněž u inaktivovaných vakcín. Dokonce i když přetrvávající mateřské protilátky zcela nebrání aktivní sérokonverzi bylo dokázáno , že hladina protilátek v době vakcinace významně ovlivní výsledek vakcinace.
Překonat nebo obejít mateřsky získanou imunitu, k tomu bude nutné buď posunout vakcinaci, až mateřské protilátky dostatečně klesnou nebo použít opakované vakcinace, vysoké dávky vakcíny nebo silné adjuvans ve vakcíně a to je věc, které bychom se měli u mladých selat, infikovaných PCV2 vyhnout. A proto načasováním vakcinace prasat musí být pečlivě stanoveno na každé stádo a podle epidemiologické situace.
V laboratořích Merialu a jinde vakcinace a čelenže během experimentu ukázaly, že vakcinace prasat CIRCOVACEM je vysoce účinná. Kromě toho, použití CIRCOVACU u selat v předběžných terénních pokusech v několika zemích se ukázalo být velmi účinné v prevenci mortality prasat, rozmanitosti ve velikosti prasat a PCVD klinických příznaků.Nicméně však tento způsob vakcinace stáda se ideálně hodí pro tyto čtyři situace:
ve vážných vzplanutích, kdy vakcinace je poprvé použita
když statut vakcinace prasnic není znám a to je v multi-site systémech nebo když je
více zdrojů prasat pro výkrm
když prasnice nejsou vakcinovány nebo nejsou správně vakcinovány
když příjem kolostra je nízký a nemůže být kontrolován
3. Závěr
Nyní je potvrzeno z laboratoře a z terénních pokusů, že vakcinace proti PCV2 infekci může poskytnout ochranu proti vyvinutí příznaků PMWS a PCVD. Nejlepší vakcinační schémata je třeba volit na základě pochopení patogeneze onemocnění PCV2 infikovaných zvířat a stád.
Bylo zjištěno, že terénní vakcinace chovných stád CIRCOVACEM značně snižuje mortalitu a to v celém průběhu života prasete. Toto zlepšení by mohlo být vztaženo k akutní a chronické imunosupresi, kterou nekontrolovatelné PCV2 infekce mohou během života prasete způsobit. A protože dnes pozorovaná zlepšení mohou být dramatická, nyní se předpokládá, že chronický průběh PCV2 může předcházet před vzplanutím PMWS. Ve stádech prasat po dlouhou dobu infekce PCV2 mohly způsobovat značné ztráty, které zůstaly nepovšimnuty před použitím vakcíny.
Otištěno ve sborníku AASV-39th Annual Meeting Proceedings, březen 2008
Přeložil se souhlasem autorky MVDr. Jiří Malášek, květen 2008.
