R. SMÍTALOVÁ, L. RODÁK
Výzkumný ústav veterinárního lékařství Brno
Veterinářství 2008;58:615-618.
SOUHRN
Smítalová R., Rodák L. Problematika průjmových onemocnění prasat virové etiologie.
Průjmová onemocnění jsou v chovech prasat přetrvávajícím problémem a vedou k méně závažným až výrazným zdravotním a tím i ekonomickým ztrátám. Kromě bakterií a parazitárních původců se na etiologii a vzniku tohoto onemocnění významnou měrou uplatňují virová agens.
SUMMARY
Smítalová R., Rodák L. Problematics of porcine diarrheal diseases of viral etiology.
Diarrheal diseases cause persisting problems in pig herds, which lead to less or more severe health disorders with significant welfare and economic consequences. Viral agents are to a considerable extent involved in etiology and development of the diseases besides bacteria and parasites.
Úvod
Průjmy virové etiologie postihují zejména sající a odstavená selata. K infekci jsou však vnímavá prasata všech věkových skupin. Na vznik a rozvoj průjmového onemocnění má vliv souhra řady faktorů. Jedná se zejména o aktuální imunitní a výživný stav zvířat, zoohygienickou úroveň a přítomnost virového agens v daném chovu.
Mezi nejčastější a nejzávažnější původce virových gastroenteritid prasat patří zejména rotaviry skupiny A, virus transmisivní gastroenteritidy prasat a virus prasečí epidemické diarrhoey. Mezi další viry, které jsou dávány do souvislosti s onemocněním trávícího traktu prasat, řadíme adenoviry, enteroviry, kaliciviry a astroviry (tab. 1).1
tab. 1
Účast na rozvoji průjmového onemocnění však není u všech původců jednoznačně definována.
K nákaze enterálními viry dochází perorální cestou a zdrojem nákazy je trus infikovaných zvířat. Viry jsou odolné proti působení proteolytických enzymů i nízkého pH a neporušené se dostávají do tenkého střeva. Zde se replikují v epiteliálních buňkách (enterocytech) proximální části klků tenkého střeva, což má za následek jejich destrukci vedoucí k atrofii klků. Nejvíce devastující je atrofie u zvířat mladších tří týdnů, což souvisí s rychlostí nahrazování epiteliálních buněk klků funkčně nezralými epiteliemi z krypt, která je u selat nad tři týdny věku třikrát rychlejší než u novorozených.2 Destrukce a deskvamace infikovaných enterocytů a poškození střevní bariéry vede k výrazným příznakům průjmového onemocnění. Ztráty tekutin, solí a proteinů, porucha resorpce živin mají za následek vysokou mortalitu zejména u nejmladších selat v důsledku endogenní acidózy a metabolického zhroucení organismu. U přežívajících a starších selat se projevuje zvýšená vnímavost k sekundárním, hlavně bakteriálním infekcím, což spolu s malabsorpcí vede k dalším úhynům nebo ke snížení přírůstků a zakrslosti.
tab. 1
Rotaviry
Rotaviry jsou celosvětově rozšířené patogeny způsobující průjmová onemocnění zejména u dětí a mláďat hospodářských zvířat. U prasat byly poprvé prokázány v 70. letech minulého století.3 Taxonomicky jsou řazeny do čeledi Reoviridae. Jedná se o RNA viry velikosti 65 – 75 nm, které jsou na základě rozdílnosti antigenu střední vrstvy kapsidy (VP6 protein) řazeny do sedmi skupin (A – G).4
U rotavirů skupiny A je prováděna další typizace na základě antigenní a genetické variability proteinů zevní vrstvy kapsidy (tzv. G a P typizace).3 Řada G a P typů, případně jejich kombinace, je druhově specifická.5,6 Významnou vlastností RNA virů je jejich genetická proměnlivost. Kromě mutací je u rotavirů, jejichž RNA je segmentovaná, popisována při smíšené infekci výměna segmentů. V poslední době jsou tak stále častěji detekovány pro daný druh netypické G a P genotypy vykazující vlastnosti heterologních kmenů. V této souvislosti se hovoří o možném mezidruhovém přenosu rotavirů.7,8
Vzhledem k absenci virového obalu jsou rotaviry velmi odolné k působení tepla, světla i dezinfekčních prostředků. Z toho vyplývá jejich dlouhodobé přežívání mimo organismus hostitele a celoroční výskyt průjmů rotavirové etiologie.9 K infekci jsou vnímavá prasata všech věkových kategorií, nejčastěji však onemocní selata ve věku do tří týdnů a kolem jednoho týdne po odstavu. Čím je zvíře mladší, tím je průběh onemocnění závažnější a mortalita vyšší.
Kromě rotavirů skupiny A jsou u prasat zjišťovány i rotaviry skupin B a C, dříve označované jako rotavirus-like nebo pararotaviry.10 Jsou morfologicky shodné s rotaviry skupiny A, ale nemohou být prokazovány testy, které detekují společný skupinový antigen A rotavirů (VP6). Rotaviry skupiny C způsobují průjmy nejen u sajících selat a selat krátce po odstavu, jako původce průjmu byly prokázány i u starších prasat.11-13 Většinou jsou prokazovány jako samostatná infekce, zatímco rotaviry skupiny B jsou detekovány současně s jinými virovými, bakteriálními a parazitárními původci.
Koronaviry
Do čeledi Coronaviridae jsou zařazeni dva významní původci průjmových onemocnění prasat, virus transmisivní gastroenteritidy prasat (TGEV) a virus prasečí epidemické diarrhoey (PEDV). Koronaviry jsou obalené RNA viry, pleomorfního tvaru, velikosti 60 – 160 nm. Morfologicky typickými jsou pro ně povrchové výběžky, tzv. peplomery nebo-li spikes. Podle antigenních a genetických vlastností jsou oba viry zařazeny mezi koronaviry skupiny 1, avšak do různých podskupin a jsou tak antigenně odlišné.14 Na rozdíl od rotavirů jsou koronaviry obalené. S tím souvisí jejich malá odolnost vůči působení vlivů okolního prostředí a s průjmy koronavirové etiologie se tak setkáváme zejména v zimním období.
Transmisivní gastroenteritida prasat (TGE), vyvolaná TGEV, je vysoce nakažlivé onemocnění s mortalitou až 100% u selat do dvou týdnů stáří. Toto onemocnění se objevilo v řadě zemí po celém světě a v českých chovech bylo velkým problémem v 70. letech minulého století.15 V polovině 80. let začaly být u zvířat zjišťovány protilátky proti tomuto viru i přesto, že nebylo zaznamenáno onemocnění ani provedena ochranná vakcinace. Následnou izolací byl detekován virus antigenně příbuzný TGEV a vzhledem k jeho respiračnímu tropismu byl označen jako prasečí respirační koronavirus (PRCV).16 Změna tkáňového tropismu PRCV souvisí s delecí na genu pro S protein. Oba viry však zůstávají vzájemně vysoce homologní v nukleotidové sekvenci (96 %).17 Neutralizační protilátky indukované S proteinem PRCV chrání zvířata proti následné infekci PRCV i TGEV. Pro diagnostiku dříve využívaný virus neutralizační test neodliší vzájemně křížově reagující neutralizační protilátky proti oběma virům.
Snížený výskyt klasické formy TGE v uvedeném období (výskyt PRCV) byl dáván do souvislosti s enzootickým rozšířením PRCV, který v chovech působil jako přirozená vakcína. Výsledkem byl pouze sporadický výskyt onemocnění, většinou s mírnějším průběhem a nízkou mortalitou.. Výjimečně byla hlášena ohniska klasické formy TGE. V současnosti je TGEV v našich chovech jako původce enterálních onemocnění prokazován ojediněle.18
Další koronavirus, virus prasečí epidemické diarrhoey, byl potvrzen jako původce dvou forem průjmového onemocnění. Prasečí epidemická diarrhoea (PED), jak bylo toto onemocnění nazváno, postihuje jednak prasata ve výkrmu, ale i prasata všech věkových kategorií včetně sajících selat.19 Sérologickým vyšetřením bylo onemocnění potvrzeno s výjimkou Rakouska ve všech zemích Evropy, také v Číně, Korei a Japonsku. V severní a jižní Americe se onemocnění dosud nevyskytlo. V České republice byl virus poprvé prokázán imunoelektronovou mikroskopií.20 Onemocnění způsobené PEDV je současně problémem zejména v asijských zemích, kde spolu s virem TGEV způsobuje onemocnění a úhyny sajících selat.21
Z výsledků sérologických studií provedených v Anglii a týkajících se koronavirů prasat vyplynulo několik zjištění. Byla potvrzena očekávaná nízká seroprevalence PED a současně bylo zjištěno přetrvávající rozšíření PRCV. Nicméně, oproti předchozím letům došlo k překvapivému nárůstu protilátek proti viru TGEV.22 V současné době, vzhledem k chybějícím informacím o genetické charakteristice cirkulujících koronavirů a jejich tkáňové afinitě, nelze jednoznačně vyhodnotit míru případného rizika koronavirů v chovech prasat.
Na našem pracovišti byly sestaveny ELISA metody využívající specifické monoklonální protilátky pro detekci rotavirů skupiny A, PEDV a TGEV.18,23,24 Z výsledků vyšetření souboru vzorků trusu těmito metodami byl jako dominantní původce zjištěn rotavirus skupiny A. Také byl potvrzen výskyt obou prasečích koronavirů, přičemž PEDV byl detekován častěji než TGEV. Ve srovnání výskytu koronavirů v období 2002 – 2003 a 2004 – 2005 je patrný nižší záchyt koronavirů v pozdějším období (graf 1).
graf 1
Viry čeledi Caliciviridae
Jedná se o neobalené RNA viry, velikosti 27 – 35 nm. Pro zástupce této čeledi jsou typické kalíškovité prohlubeniny na povrchu virové částice. V etiologii průjmových onemocnění se u prasat, stejně jako u lidí, uplatňují viry zařazené do rodu Sapovirus a Norovirus.
Viry rodu Sapovirus jsou klasifikovány do pěti genoskupin (GI – GV). Kromě pro prasata typické GIII, u nich byly detekovány i sapoviry zařazené do GIV a některé zůstávají dosud nezařazené. Studie, věnovaná výskytu sapovirů GIII, zjistila vysokou prevalenci u odstávčat, prasnic a prasat ve výkrmu (průměrně 62 %) a výrazně nižší u sajících selat (21 %). Sapoviry GIII byly detekovány ve všech vyšetřovaných chovech a u všech věkových kategorií.25
Noroviry jsou příčinou až 90 % nebakteriálních průjmových onemocnění u lidí. Jednotlivé kmeny jsou zařazeny do pěti genoskupin a nejméně 26 genotypů. Prasečí noroviry patří do genoskupiny II a jsou zjišťovány u přibližně 20 % zdravých prasat v konečné fázi výkrmu (stáří 20 – 24 týdnů).25 Význam norovirů v etiologii průjmových stavů prasat tak není zcela jednoznačný.
Vysoká prevalence kalicivirů u prasat a subklinický průběh onemocnění zejména u starších jedinců vede k domněnkám, že se prase může podílet jako reservoár na vzniku nových rekombinantních kmenů. Což dokazují studie zabývající se antigenní a genetickou podobností mezi lidskými a zvířecími noroviry a sapoviry.25,26
V České republice byly kaliciviry poprvé prokázány metodou elektronové mikroskopie v trusu průjmujícího selete teprve nedávno.27 Informace o jejich prevalenci a rodovém zařazení zatím chybějí.
Astroviry
Astroviry prasat se řadí do rodu Mamastrovirus. Jsou to neobalené viry velikosti 28 nm, jejichž genom je tvořen jednovláknitou RNA.
Vůbec poprvé byly zjištěny elektronovou mikroskopií ve stolici průjmujících dětí a pojmenovány podle charakteristického vzhledu.28 Výskyt astrovirů byl později zaznamenán u řady druhů zvířat po celém světě. U prasat byly v několika případech průjmových onemocnění prokázány spolu s dalšími virovými původci a také izolovány z trusu prasat s příznaky akutní gastroenteritidy.29,30 V České republice byly astroviry izolovány z trusu 10 denního selete s akutními průjmovými příznaky na tkáňové linii prasečích ledvin.31
U průjmového onemocnění, zejména u selat, dochází k rychlému nástupu dehydratace, a proto je nutné co nejdříve zahájit symptomatickou léčbu. Ta spočívá v rehydrataci (roztoky s obsahem iontů, bikarbonátů, glukózy), dále v podávání adsorbentů, antimikrobiálních látek a analeptik, případně imunologických preparátů. Zjištění virového původce průjmového onemocnění je důležité pro posouzení nákazové situace a pro následná preventivní opatření v daném chovu. Přestože pro diagnostiku gastroenterálních virů prasat dnes existuje řada možností, jejich větší rozšíření a využití v laboratořích je limitováno nízkou dostupností komerčně vyráběných diagnostických souprav.
Stále používanou metodou zůstává elektronová mikroskopie umožňující detekci virů na základě jejich typické morfologie přímo z klinického vzorku. Jedná se o poměrně rychlou metodu, vyžadující však specializované pracoviště, s omezeným záchytem nízkých koncentrací viru. Dříve často využívané metody izolace jsou časově náročné. Některé z virů vyžadují speciální kultivační podmínky (proteolytické enzymy, žlučové kyseliny) a některé nelze in vitro kultivovat vůbec. Další skupinou metod jsou ty, které využívají specifické monoklonální protilátky proti virovým antigenům. Jedná se o různé varianty ELISA metod, na našem trhu jsou také k dostání rychlé stájové testy založené na principu imunochromatografie. ELISA metody sestavené na našem pracovišti umožňují diferenciálně diagnostikovat rotaviry skupiny A a oba prasečí koronaviry.18,23,24 V současné době je ELISA detekující rotavirus skupiny A připravena k nabídnutí pro komerční výrobu. Metody molekulární virologie (PCR, RT–PCR, real-time PCR) jsou vysoce citlivé metody detekující s pomocí specifických primerů úsek virové nukleové kyseliny. Významné je použití těchto metod pro průkaz jinak obtížně detekovatelných virů, u nichž není vzhledem k vlastnostem propracovaná jiná diagnostika.
Odběr vzorků trusu v období akutní fáze nemoci, kdy lze očekávat nejvyšší titry vylučovaného viru, případně opakovaný odběr, správné podmínky skladování a zasílání vzorků jsou důležitými předpoklady pro výsledek prováděné analýzy. Odběr krve a stanovení protilátek nemá pro diagnostiku akutního průjmového onemocnění význam. Slouží pro zjištění prevalence původců a úrovně imunity v chovech.
Pro ochranu selat před enterálními viry má největší význam laktogenní imunita. Tato pasivní imunizace spočívá v pravidelném příjmu mateřského mléka. Množství protilátek v mléce závisí na imunitním stavu prasnice a lze je ovlivnit vakcinací. Sekreční protilátky třídy IgA vylučované do mléka poskytují selatům po dobu sání ochranu před střevními patogeny. Kritickým obdobím pro selata je odstav. V této fázi je důležité zejména zvládnutí zoohygienických opatření a dobrý zdravotní a výživný stav zvířat. V pozdějším období, v souvislosti s rozvojem imunitního systému, se uplatňují sekreční protilátky třídy IgA produkované plazmatickými buňkami stěny tenkého střeva. Optimální imunitní odpověď vzniká po perorální aplikaci virulentního viru, tedy po prodělané přirozené infekci.32
V současné době, vzhledem k nízkému výskytu průjmů koronavirové etiologie, není prováděna ochranná vakcinace proti těmto původcům. Komerčně dostupné vakcíny proti rotavirům jsou určeny k imunizaci prasnic i selat a obsahují inaktivovaný, nebo živý atenuovaný virus. V praxi je většinou prováděna imunizace prasnic v období před porodem.
Práce vznikla při řešení projektu MZe ČR 000271 6201 a QH 81061.
Literatura:
1. Saif, L. J. Comparative pathogenesis of enteric viral infections of swine. Adv Exp Med Biol 1999;473:47-59.
2. Moon, H. W. Mechanisms in the pathogenesis of diarrhea: A review. J Am Vet Med Assoc 1978;172:443-448.
3. Woode, G. N., Bridger, J., Hall, G. A., Jones, J. M., Jackson, G. The isolation of reovirus-like agents (rotaviruses) from acute gastroenteritis of piglets. J Med Microbiol 1976;9:203-209.
4. Estes, M. K. Rotaviruses and Their Replication. In: Fields Virology. Philadelphia; Lippincott – Raven Publisher, 1996:1625-1655.
5. Martella, V., Pratelli, A., Greco, G., Tempesta M., Ferrari, M., Losio, M. N., Buonavoglia, C. Genomic characterization of porcine rotaviruses in Italy. Clin Diagn Lab Immunol 2001;8:129-132.
6. Monini, M., Cappuccini, F., Battista, P., Falcone, E., Lavazza, A., Ruggeri, F. M. Molecular characterization of bovine rotavirus strains circulating in northern Italy, 2003-2005. Vet Microbiol 2008;129:384-389.
7. Palombo, E. A. Genetic analysis of Group A rotaviruses: evidence for interspecies transmission of rotavirus genes. Virus Genes 2002;24:11-20.
8. Steyer, A., Poljsak-Prijatelj, M., Barlic-Maganja, D., Marin, J. Human, porcine and bovine rotaviruses in Slovenia: evidence of interspecies transmission and genome reassortment. J Gen Virol 2008;89:1690-1698.
9. Woode, G. N. Porcine rotavirus infection. In Diseases of Swine, 6th ed. Iowa; State University Press, 1986:368-382.
10. Saif, L. J., Terrett, L. A., Miller, K. L., Cross, R. F. Serial propagation of porcine group C rotavirus (pararotavirus) in a continuous cell line and characterization of the passaged virus. J Clin Microbiol 1988;26:1277-1282.
11. Magar, R., Robinson, Y., Morin, M. Identificatin of atypical rotaviruses in outbreaks of preweaning and postweaning diarrrhea in Québec swine heards. Can J Vet Res 1991;55:260-263.
12. Kim, Y., Chang, K. O., Straw, B., Saif, L. J. Characterization of group C rotaviruses associated with diarrhea outbreaks in feeder pigs. J Clin Microbiol 1999;37:1484-1488.
13. Smitalova, R., Rodak, L., Psikal, I., Smid, B. Isolation, immunochemical demonstration of field strains of porcine group A rotaviruses and electrophoretic analysis of RNA segments of group A and C rotaviruses. Vet Med 2006;51:288-295.
14. Pensaert, M. B., DeBouck, P., Reynolds, D. J. An immunoelectron microscopic and immunofluorescent study on antigenic relationship between the coronavirus-like agent CV777 and several coronaviruses. Arch Virol 1981;68:45-52.
15. Štěpánek, J., Menšík, J., Rozkošný, V., Mesároš, E. Transmissible gastroenteritis of swine (TGE). Physicochemical and biological properties of strains isolated in Czechoslovakia. Acta Vet Brno 1972;41:435-445.
16. Pensaert, M., Cox, E. Porcine respiratory coronavirus related to transmissible gastroenteritis virus. Agri-Pract 1989;10:17-21.
17. Laude, H., Van Reeth, K., Pensaert, M. Porcine respiratory coronavirus: molecular fetures and virus- host interactions. Vet Res 1993;24:125-50.
18. Rodák, L., Šmíd, B., Nevoránková, Z, Valíček, L., Smítalová, R. Use of monoclonal antibodies in blocking ELISA detection of transmissible gastroenteritis virus in faeces of piglets. J Vet Med B 2005;52:105-111.
19. Pensaert, M. B., DeBouck, P. A new coronavirus- like particle associated with diarrhoea in swine. Arch Virol 1978;58:243-247.
20. Šmíd, B., Valíček, L., Rodák, L., Kudrna, J., Musilová, J. Elektronově mikroskopický průkaz viru epidemické diarrhoey prasat v České republice. Vet Med 1993;38:333-341.
21. Chae, C., Kim, O., Choi, C., Min, K., Cho, W-S., Kim, J., Tai, J. H. Prevalence of porcine epidemic diarrhoea virus and transmissible gastroenteritis virus infection in Korean pigs. Vet Rec 2000;147:606-608.
22. Pritchard, G. C., Paton, D. J., Wibberley, G., Ibata, G. Transmissible gastroenteritis and porcine epidemic diarrhoea in Britain. Vet Rec 1999;144:616-618.
23. Rodák, L., Šmíd, B., Nevoránková, Z., Smítalová, R., Valíček, L. Verification of sensitivity and specificity of group A rotavirus detection in piglets faeces with monoclonal blocking ELISA methods. J Vet Med B 2004;51:160-165.
24. Rodák, L., Valíček, L., Šmíd, B., Nevoránková, Z. An ELISA optimized for porcine epidemic diarrhoea virus detection in faeces. Vet Microbiol 2005;105:9-17.
25. Wang, Q. H., Souza, M., Funk, J. A., Zhang, W., Saif, L. J. Prevalence of noroviruses and sapoviruses in swine of various ages determined by reverse transcription-PCR and microwell hybridization assays. J Clin Microbiol 2006;44:2057-2062.
26. Wang, Q. H., Constantini, V., Saif, L. J. Porcine enteric caliciviruses: Genetic and antigenic relatedness to human caliciviruses, diagnosis and epidemiology. Vaccine 2007;25:5453-5466.
27. Valíček, L., Šmíd, B., Rodák, L. Elektronově mikroskopický průkaz kalaciviru u průjmujícího selete. Veterinářství 2007;8:492-496.
28. Madeley, C. R., Cosgrove, B. P. Letter: 28 nm particules in faeces in infantile gastroenteritis. Lancet 1975;2:451-452.
29. Bridger, J. C. Detection by electron microscopy of caliciviruses, astroviruses, and rotavirus-like particles in the feces of piglets with diarrhea. Vet Rec 1980;107:532-533.
30. Shimizu, M., Shirai, J., Narita, M., Yamane, T. Cytopathic astrovirus isolated from porcine acute gastroenteritis in an established cell line derived from porcine embryonic kidney. J Clin Microbiol 1990;28:201-206.
31. Indik, S., Valícek, L., Smíd, B., Dvoráková, H., Rodák, L. Isolation and partial characterization of a novel porcine astrovirus. Vet Microbiol 2006;117:276-283.
32. Saif, L. J., Fernandez, F. M. Group A rotavirus veterinary vaccines. J Infect Dis 1996;174:98-106.
Adresa autora:
MVDr. Radka Smítalová, Ph.D.
VÚVeL Brno Hudcova 70
621 00 Brno
tel: 5 3333 1121
fax: 5 4121 1229
e-mail: smitalova@vri.cz
