Sertéspestis: genetikai variáció és evolúció nehezíti a kutatást

Az afrikai sertéspestis magas szintű sertéspusztuláshoz vezethet. Mit tudunk azonban magáról a vírusról és annak genetikai eredetéről? Összesen 24 különböző genotípust írtak le. Csak az I. és II. genotípus terjedt el az afrikai kontinensen kívüli országokban. Az afrikai sertéspestis (ASP) egy rendkívül fertőző vérzéses betegség, amely világszerte magas elhullási arányt okoz a sertéstenyésztési rendszerekben.

A betegséget az ASP-vírus (ASFv) okozza, és először a 19. században jelentették, majd tovább terjedt Afrikában és a világ más részein.

Az ASP átvitelének és terjedésének kockázata

A sertéshús iránti növekvő kereslet és a sertések és sertéstermékek határokon átnyúló mozgásának ezzel párhuzamos növekedése növeli az ASP átvitelének és terjedésének kockázatát, és komoly kihívást jelent a sertéságazat számára. Az ASP elleni biztonságos és hatékony vakcina kifejlesztésének legfőbb akadályai olyan tényezők, mint a vírus rendkívüli genetikai és antigéndiverzitása és a gyenge keresztvédettség.

A genotípusok terjedésének megértése

A különböző virulenciájú, különböző genotípusokat világszerte különböző kitörésekkel hozták összefüggésbe, és a genotípusok terjedésének megértése alapvető fontosságú az ASP megelőzési és ellenőrzési stratégiáinak szempontjából. A kutatók a vírust 24 genotípusba sorolják (I-XXIV. kategória) több specifikus genetikai célpont, köztük a p72 (B646L), a CVR (B602L) és a p54 (E183L) segítségével. Ez a cikk az ASFv biológiáját, a genotipizálás fontosságát, a vírus genotípusainak földrajzi eloszlását és az ASFv szerocsoportokat tárgyalja.

Az afrikai sertéspestis vírus biológiája

A genom kb. 170-190 kb, és a bal oldali változó régióra (3848 kb), a központi konzervált régióra (kb. 125 kb) és a jobb oldali változó régióra (13-22 kb) oszlik. Az ASFv nagy lineáris, kettős szálú DNS-sel és többszörös burokkal rendelkezik, és az egyetlen olyan vírus, amelyet az Asfarviridae családba és az Asfivirus nemzetségbe soroltak. Az ASFv 150-165 fehérjét kódol, amelyek alapvető funkciókat látnak el a replikációban és a gazdaszervezet immunválaszainak megkerülésében. A különböző ASFv-törzsek jelentősen különböznek egymástól fontos pozíciókban, beleértve a multigén családot a bal oldali változó régióban, a központi változó régiót a központi konzervált régióban és az EP402R expresszáló CD2v fehérje génjeit.

A genotipizálás fontossága

Az ASFv genotipizálása kitörések során elengedhetetlen a vírus eredetének megállapításához, a közeli rokonságban álló törzsek megkülönböztetéséhez, valamint az ASFv diverzitásának és evolúciójának megértéséhez. Az ASFv genetikai variációjának elemzése specifikus genetikai markerek szekvenálásával történik.

Az ASFv viszonylag gyors és egyszerű tipizálására használt egyik marker a p72 gén karboxi-terminális vége (B646L). Ez a módszer azonosítja az új járványok eredetét, és az ASFv-t a 24 genotípusba sorolja; azonban nem különbözteti meg a közeli rokonságban álló vírusokat.

A B602L gén központi változó régiója egy másik, az intragenotípusos megkülönböztetésre használt marker, amely az ASFv különböző alcsoportjait azonosítja. A p54 (E183L) egy másik általánosan használt genetikai célpont az ASFv genotípusának értékelésére, amely növeli a standard p72 genotipizálás intragenotípusos felbontását. Számos más bevett genotipizálási módszer is létezik az ASFv evolúciósan hasonló izolátumai közötti különbségtételre.

Az újgenerációs szekvenálási és a harmadik generációs szekvenálási technikák kifejlesztése lehetővé tette a genomszekvenálási költségek csökkentését, és ezáltal a nagyméretű, kettős szálú DNS-vírusgenomok nagyméretű szekvenálását tette lehetővé. Később a mintegy 1500 bp hosszúságú B646L gén 440 bp hosszúságú részleges szekvenciáján alapuló filogenetikai elemzés az ASFv 24 genotípusát mutatta ki. Mindegyik genotípus endemikusnak bizonyult Afrikában.

I. genotípus

A genotípusok közül 2, az I. és a II. genotípus már felkeltette a világ figyelmét, mivel sikerült az afrikai kontinensen kívülre is elterjedniük. Az I. genotípus eredetileg Nyugat-Afrikában jelentett problémát, de az 1950-es évektől kezdve átterjedt a Földközi-tengeren Spanyolországba és Portugáliába, ahol az 1990-es évek közepéig jelen volt. Véletlen kirándulásokról számoltak be északra, Franciaországba, Belgiumba és Hollandiába, valamint Közép- és Dél-Amerika különböző országaiba. Jelenleg ebből a hullámból csak annyi maradt meg, hogy a vírus még mindig endémiás a sertések között az Olaszországhoz tartozó Szardínián, egy szigeten, amit jól nyomon követnek. Érdekes módon nemrégiben Kínában is megerősítették az I. genotípust.

II. genotípus

2007-ig az ASPv II. genotípusa főként Kelet-Afrikában jelentett problémát. Abban az évben a Kaukázusban, Grúziában is megerősítették. Fokozatosan elterjedt Kelet- és Közép-Európában, és (jelenleg) összesen 20 országot ért el ebben a régióban, beleértve a Németországtól és Olaszországtól nyugatra fekvő országokat is. Csak Belgiumban és a Cseh Köztársaságban sikerült felszámolni az ASPv II. genotípusú kitörését, de 2022 végén a vírus újra megjelent vaddisznókban a Cseh Köztársaságban.

A hullám kelet felé is terjedt: az ASFv első ázsiai előfordulását 2018-ban jelentették Kínából és Vietnamból, ami sertések millióinak pusztulásához vezetett. Ezután 19 ázsiai országban terjedt el, egészen Pápua Új-Guineáig keletre. 2021-ben az ASFv II. genotípusa megjelent az amerikai kontinensen, a Dominikai Köztársaságban és Haitin észlelt kitörésekkel.

Viselkedés a terepen

A Kínai Agrártudományi Akadémia Harbini Állatorvosi Kutatóintézetének munkatársai, Encheng Sun és munkatársai (2021) által végzett kutatás szerint a Kínában megjelent ASFv I. genotípusa alacsonyabb virulenciával rendelkezett, mint az ASFv II. genotípusa, és enyhébb fertőzéskezdeményt és krónikus betegséget okozott. A Kínában izolált ASFv II. genotípusa azonban nagyon akut betegséget okoz, közel 100%-os mortalitással.

2020-ban az ASPv vírusok II. genotípusának alacsonyabb virulenciájú genotípusa jelent meg Kínában a nagy virulenciájú vírusok genomjában bekövetkezett természetes mutációk miatt. Ezek a természetes mutánsok alacsonyabb virulenciát és magas átvihetőséget mutattak, sertésekben krónikus és tartós fertőzéseket okoztak, de alacsony szinten, orális és rektális úton folyamatosan ürültek, ami több nehézséget és kihívást okoz az ASP korai diagnosztizálásában és ellenőrzésében Kínában.

Több tanulmány áttekintése alapján az ASPv I. és II. genotípusának egyaránt lehetnek alacsony, közepes és magas virulenciájú izolátumai, és a sertésekben jelentkező tünetek az egyes izolátumok virulenciaszintjétől függnek.

A többi genotípusról nem sokat tudunk. A legtöbb szakirodalom ismerteti a III-XXIV. genotípusok izolálásának helyét (Afrikában) és a genotipizálási folyamatot, de ezen kívül nem sok információ áll rendelkezésre.

Az ASFv szerocsoportjai

A gyakoribb szerotípusok megismerése javítja az ASP és az összes ASPv-törzs természetes lefolyásának megértését. Továbbá, a jelenleg megállapított ASPv genotípusok és a vírus keresztvédelme közötti összefüggés nem pontosan egyértelmű. Ezért a vakcina kifejlesztéséhez elengedhetetlen a megállapított genotípusok és a szerológiai besorolás kapcsolatának ismerete. A vakcina tervezése és fejlesztése során figyelembe kell venni azt a tényt, hogy az egy szerotípuson belüli vírusok keresztvédelmet nyújtanak az azonos szerotípusú vírusokkal való kihívással szemben.

Az ASPv egyike azon kevés vírusnak, amely nem rendelkezik semlegesítő antitestekkel. A különböző ASPv-izolátumokkal való szerológiai keresztreaktivitás értékelésére hemagglutinációs gátlási tesztet alkalmazva nyolc ASPv-antigén szerocsoportot azonosítottak. További szerocsoportokat lehet kimutatni, ha további paramétereket, például a hemadszorpciós sűrűséget, azaz az egy fertőzött sejtre jutó vörösvértestek számát, és a vörösvérsejt-kontakt térképeket használják az ASFv-izolátumok osztályozásának finomítására.

A jövőbeli kutatás fókuszában

A virulenciában szerepet játszó új genetikai markerek megértése elengedhetetlen a határokon átnyúló terjedés nagy kockázatú útvonalainak azonosításához és a vírus elleni védekezési stratégiák kidolgozásához. További kutatásokra van szükség az ASFv-izolátumok evolúciójához kapcsolódó új ASFv-genetikai markerek felfedezéséhez a világ azon részein, ahol a betegség endémiás. Ezenkívül további, az afrikai szuideák tünetmentes ASFv-fertőzését befolyásoló molekuláris tényezőkre összpontosító kutatásokra van szükség a vírus átviteli útvonalainak, a vírus jelenlétének és a beteg szövetekben való folyamatos létezésének jobb megértése, valamint a hordozók jobb jellemzése érdekében a potenciális klinikai aktiváláshoz.

Az ASP virulenciatényezőinek és patogenezisének azonosítása javítja a diagnózist és a vírus súlyos vagy gyorsan terjedő kitöréseinek korai felismerését a gazdaságokban és a mezőkön. Ezért az ASPv virulenciájához kapcsolódó genomikus markerek meghatározása és jellemzése segíthet a fertőzött állatokban megfelelőbb diagnosztikai megközelítések kidolgozásában.

Záró megjegyzések

Az ASPv különböző genotípusainak azonosítására és a vírus egy adott régióban való nyomon követésére specifikus genetikai célpontokat, köztük a p72 (B646L), a CVR (B602L) és a p54 (E183L) jelzőket használnak. Ennek eredményeként 24 ASFv-genotípust azonosítottak a p72 kódoló (B646L) gén alapján. A p72 genotípus meghatározása molekuláris szinten nyomon követi a vírus forrását, és segít a lehetséges terjedési útvonalak és a lehetséges terjedési módok megértésében.

A CVR (B602L) és a p54 (E183L) az ASFv molekuláris járványügyi változásainak és evolúciójának előrejelzésére szolgál. Továbbá, az ASFv genomok és a tipizálási technológia – különösen a teljes genomszekvenálás és a keresztavédelmi kísérletek adatainak – alkalmazása tisztázza az ASFv biológiáját, evolúcióját és genetikai jellemzőit.

(Forrás: pigprogress.net)