Синдром репродуктивных и респираторных расстройств свиней (PRRS) и вирус, его вызывающий.

Введение

Вид вируса, супергерой комиксов Marvel. Бетаартеривирус суид 1, обычно известный как вирус свиного репродуктивного и респираторного синдрома (PRRSV), — это вирус, вызывающий заболевание свиней, называемое свиным репродуктивным и респираторным синдромом (PRRS), также известное как болезнь свиней с голубыми ушами (на китайском языке, zhū láněr bìng 豬藍耳病). Это экономически важное, панзоотическое заболевание вызывает репродуктивные нарушения у племенного поголовья и заболевания дыхательных путей у молодых свиней.

История

PRRS, ранее известная как "загадочная болезнь свиней" и "болезнь голубого уха" в период с 1987 по 1988 год в Соединенных Штатах и Канаде, вызвала первые недиагностированные вспышки, характеризующиеся репродуктивными потерями в сочетании с респираторными признаками. В 1990–1991 годах о подобном заболевании сообщалось в нескольких европейских странах, таких как Германия, Нидерланды, Бельгия, Дания, Франция, Соединенное Королевство и Испания. О появлении PRRS в Японии, Тайване и материковом Китае сообщалось в 1987, 1991 и 1996 годах соответственно. Согласно данным WOAH, в настоящее время заболевание распространено по всему миру, особенно в странах с развитым свиноводством. Австралия, Новая Зеландия, Норвегия, Швеция и Швейцария свободны от PRRS. Более полное представление о генетическом разнообразии PRRSV позволяет предположить, что вирус присутствовал в естественной среде до "первоначальных" вспышек. Отсутствие зарегистрированных данных о распространенности до эпидемии было связано с недостаточной осведомленностью о PRRS. Однако до сих пор остается неясным, как, когда и где возник PRRSV. Ряд важных факторов способствовали дальнейшему распространению PRRSV. Ключевую роль сыграла трансформация свиноводческой отрасли во всем мире в XX веке. Появление интенсивных технологий содержания и использование искусственного осеменения способствовали широкому распространению и диверсификации PRRSV. Дикие животные могут служить естественным резервуаром для PRRSV и рассматриваться как дополнительный источник вирусных инфекций у домашних свиней. О высокопатогенных и вирулентных "атипичных" изолятах PRRSV регулярно сообщают в различных европейских странах, включая Беларусь, Бельгию, Венгрию, Австрию и другие. Программы иммунизации свиноводческих стад по всему миру с использованием аттенуированных вакцин, содержащих оба генотипа PRRSV, в начале 1990-х годов первоначально демонстрировали оптимистичные результаты. В настоящее время PRRS является одним из наиболее значимых инфекционных заболеваний, поражающих свиноводческую отрасль. Ее также называли "свиным СПИДом" из-за возникновения в результате случайной трансвидовой передачи и значительных экономических потерь в мировом производстве свинины.

PRRS earlier known as "mystery swine disease" and "blue ear disease" during 1987–1988 in the United States and Canada caused first undiagnosed outbreaks, characterized by reproductive losses combined with respiratory signs. In 1990 1991, a similar disease was reported in several European countries such as Germany, The Netherlands, Belgium, Denmark, France, the United Kingdom, and Spain. The emergence of PRRS in Japan, Taiwan and mainland China was reported in 1987, 1991 and 1996, respectively. According to the WOAH, the disease is now present throughout the world, especially in countries with major pig production. Australia, New Zealand, Norway, Sweden and Switzerland are PRRS free. A better picture of PRRSV's genetic diversity suggested that the virus was present in the field before the "original" outbreaks. The lack of recorded data concerning the prevalence prior to the epidemic was due to unawareness of PRRS. However, still there is an uncertainty as to how, when and where the PRRSV emerged. Several important factors allowed PRRSV to expand further. The transformation of the pig industry worldwide in the 20th century plays a key role. The emergence of high density confinement management practices and adoption of artificial insemination facilitated wide expansion and diversification of PRRSV. Wild animals may act as a natural reservoir for PRRSV and could be considered as an additional source of viral infections in domestic pigs. Highly pathogenic and virulent "atypical" PRRSV isolates are regularly reported in different European countries: Belarus, Belgium, Hungary, Austria and others. Immunization programs of swine herds worldwide with attenuated vaccines made of both PRRSV genotypes provided initially optimistic results in the 1990s. At present PRRS, is one of the most significant infectious disease affecting the swine industry. It was also named as "pig AIDS" for emerging through accidental transspecies transmission and significant economic losses in worldwide pig production.

Классификация

PRRSV относится к семейству Arteriviridae и отряду Nidovirales. Другие представители семейства Arteriviridae включают: вирус артериита лошадей (EAV), вирус геморрагической лихорадки обезьян (SHFV), вирус заболевания вабби-опоссумов и вирус, вызывающий повышение уровня лактатдегидрогеназы (LDV).

Структура и геном

PRRSV – это небольшой одноцепочечный РНК-вирус со положительным смыслом и оболочкой. Геном объемом 15 кб состоит из одной линейной одноцепочечной молекулы РНК, включающей 5'-нетранслируемую область (UTR), десять открытых кадров считывания (ORFs 1a, 1b, 2a, 2b, 3, 4, 5, 5a, 6, 7) и 3'-UTR, за которой следует полиадениловый хвост. Два крупных ORF (1a и 1b) составляют 75% генома вируса. Они транслируются и подвергаются процессингу с образованием 14 неструктурных белков, включая четыре протеазы и РНК-зависимую РНК-полимеразу. Вирусная частица PRRSV состоит из восьми структурных белков, кодируемых ORF 2 и 7. Они включают белки оболочки (GP2a, E, GP3, GP4, GP5, ORF5a и M) и белок нуклеокапсида (N). В связи с выраженным расхождением PRRSV типов 1 и 2, они были разделены на два отдельных вируса. Генетическая изменчивость вирусов, выделенных в разных регионах, затрудняет разработку вакцин против них. Аналогично, поддержание диагностических ПЦР-анализов для их выявления осложняется высокой частотой мутаций этого вируса. В Европе наблюдается географическое разделение областей с низким (Западная и Центральная Европа) и высоким (Восточная Европа) разнообразием PRRSV1. Помимо известных подтипов, недавнее исследование выявило изоляты PRRSV1, не относящиеся ни к одному подтипу. Показано, что свиньи могут заражаться вирусом PRRS различными путями: интраназальным, внутримышечным, пероральным, внутриматочным и вагинальным. Свиньи наиболее восприимчивы к заражению при внутримышечном введении (102,2 инфекционной дозы в культуре тканей с 50%-ной конечной точкой (TCID50)), затем при интраназальном (104,0 TCID50) и пероральном (105,3 TCID50) путях. Базовое репродуктивное число (R0) для PRRSV типа 1 может варьироваться от 2 до 5 у восприимчивых свиней. По сравнению с изолятами PRRSV типа 1, штаммы PRRSV типа 2 считаются более вирулентными. Цикл репликации начинается с взаимодействия комплекса GP5-M PRRSV с клеточными рецепторами гепарансульфатом и CD169 (сиалоадгезином). После связывания и интернализации GP2, GP3 и GP4 взаимодействуют с CD163, опосредуя дезассемблирование и высвобождение нуклеокапсида. После обширной вирусемии вирус достигает макрофагов в различных внутренних органах (например, в лимфоидной ткани и эндометрии матери), что приводит к нарушениям, таким как репродуктивные потери у свиноматок. На поздних стадиях гестации PRRSV может преодолевать плацентарный барьер и инфицировать плоды. В связи с этими проблемами PRRS во всем мире рассматривается как серьезная угроза для свиноводческой отрасли. Определение термина "высокая патогенность" часто носит относительный характер. В целом, высокопатогенный PRRS характеризуется более высокой частотой репродуктивных потерь у беременных свиноматок, высокой заболеваемостью и высокой смертностью у свиней всех возрастов. У инфицированных свиней наблюдаются различные респираторные (диспноэ, чихание, кашель) и системные клинические признаки (продолжительная высокая температура выше +41 °C, угнетение, анорексия, изменение цвета кожи и ушей), конъюнктивит. В некоторых случаях могут наблюдаться неврологические признаки. Частые патологические изменения при вскрытии включают воспаление легких и лимфатических узлов, фибринозную плевропневмонию и перикардит, перитонит. В настоящее время количественные ПЦР-анализы обеспечивают такую же или лучшую чувствительность, чем гнездовая ПЦР, быстрое время выполнения в лаборатории и более низкий уровень перекрестного загрязнения благодаря амплификации в закрытой трубке.

PRRSV is a small, single stranded, positive sense, enveloped RNA virus. The 15 kb genome consists of one linear, single stranded RNA molecule consisting of a 5′ untranslated region (UTR), ten open reading frames (ORFs 1a 1b 2a 2b 3 4 5 5a 6 7) and a 3′ UTR followed by a polyadenylation tail. Two large ORFs (1a and 1b) comprise 75% of the viral genome. They are translated and processed into 14 non structural proteins including four proteases and the RNA dependent RNA polymerase. A PRRSV particle is composed of eight viral structural proteins encoded by ORFs 2 7. They consist of envelope proteins (GP2a, E, GP3, GP4, GP5, ORF5a and M) and the nucleocapsid (N) protein. To accommodate the clear divergence of the Type 1 and Type 2 PRRSV, they were split into two separate viruses. The genetic variation among the viruses isolated from different places increases the difficulty of developing vaccines against it. Similarly, maintaining diagnostic PCR detection assays is difficult due to the high mutation rate of this virus. In Europe, a geographical demarcation exists between areas of low (Western and Central Europe) and high (Eastern Europe) PRRSV1 diversity. Besides known subtypes, a recent study showed non subtypeable PRRSV1 isolates. It was shown that pigs could be infected with PRRS virus by several routes of exposure: intranasal, intramuscular, peroral, intrauterine, and vaginal. Pigs are most susceptible to infection via intramuscular inoculation (102.2 tissue culture infectious dose with a 50% endpoint (TCID50)), followed by the intranasal route (104.0 TCID50) and peroral route (105.3 TCID50). The basic reproduction number (R0) for Type 1 PRRSV could range from approximately 2 to 5 in naïve pigs. Compared to Type 1 PRRSV isolates, Type 2 PRRSV strains are considered to be of higher virulence. Replication cycle begins with the interaction between the GP5 M complex of PRRSV and the cellular receptors heparan sulfate and CD169 (sialoadhesin). Upon binding and internalization, GP2 GP3 GP4 interacts with CD163 mediating the disassembly and release of the nucleocapsid. After an extensive viremia, the virus reaches macrophages in different internal organs (e. g. lymphoid tissues and maternal endometrium) resulting in disorders, such as reproductive failure in sows. At a late stage of gestation, PRRSV can cross the placental barrier and infect fetuses. Due to these problems, PRRS is considered worldwide as a serious threat for the pig industry. The designation of the term "high pathogenicity" tends to be relative. In general, the highly pathogenic PRRS shows higher reproductive failure rate in pregnant sows, high morbidity and high mortality in pigs of all ages. Infected pigs display a range of respiratory (dyspnea, sneezing, coughing) and systemic clinical signs (a long lasting high fever of over +41 °C, depression, anorexia, discoloration of the skin and the ears), conjunctivitis. Neurological signs could be seen in some cases. The common lesions at necropsy may include inflammation of lungs and lymph nodes, fibrinous pleuropneumonia and pericarditis, peritonitis. Now, quantitative PCR assays offered as good or better sensitivity than nested PCR, fast turnaround time in the lab, and lower rates of cross contamination via closed tube amplification.

Иммунизация животных

Активная иммунизация в настоящее время является единственным широкодоступным методом контроля PRRS в свиноводческих хозяйствах по всему миру. Для специфической иммунизации животных против PRRS используются различные типы вакцин и инокуляция живым вирусом. Первая живая вакцина против PRRSV2, Ingelvac PRRS MLV (Boehringer Ingelheim Vetmedica, Inc.), доступна для профилактики и контроля PRRS с 1994 года. Она была получена путем серии пассажей в клетках MARC 145. На сегодняшний день ряд коммерческих вакцин против PRRS успешно применяется на мировом рынке. Значительное генетическое разнообразие PRRSV и отсутствие четких иммунологических показателей, связанных с защитой, являются серьезными препятствиями для разработки новых вакцин против PRRS.