African Swine Fever. An update review. Prof. dr Jose Manuel Sánchez-Vizcaíno. Universidad Complutense de Madrid, OIE Reference Laboratory for ASF

Transkrypt

1 African Swine Fever. An update review Prof. dr Jose Manuel Sánchez-Vizcaíno Universidad Complutense de Madrid, OIE Reference Laboratory for ASF Summary African swine fever (ASF) is OIE listed disease that affects only the porcine species and produce great socio-economic impact in affected countries. Since the first introduction of ASF into the Caucasian region in 2007, the OIE has been notified of more than 260 outbreaks, in which 76,000 animals have died. This new introduction may have been caused by a combination of several factors, including: the increasing presence of ASFV on the African continent during the last 15 years, globalization and global financial crisis. These factors in combination with the resistance of ASFV in the environment and meat products, the presence of asymptomatic carrier animals, and the lack of a vaccine influence the increased risk of its spread to neighbouring countries in Europe and Asia, especially those with commercial and socio-cultural relations with the Russian Federation. Therefore ASF is considered one of the global animal health priorities. The control of this disease in free areas is based on good eradication program, including early detection with rapid laboratory diagnosis and enforcement of strict sanitary measures to prevent the introduction of the virus. The European Union is aware of the potential risk of ASFV introduction within its borders. A recent risk assessment estimates the likelihood of ASFV introduction into the EU by legal import of live pigs as low. The same risk assessment further predicts that once the disease enters the EU, the risk that it will persist there is low, given the relatively high biosecurity of the pork production industry. This risk is mainly concentrated in Poland during the months of November and December, with the Russian Federation being the primary source of contaminated material. Methods and results obtained by this risk assessment may help to allocate financial and human resources in areas and periods at higher risk, helping to reduce the chance that ASF virus will enter the EU. 1

2 Afrykański pomór świń - aktualny stan wiedzy Prof. dr Jose Manuel Sánchez-Vizcaíno Uniwersytet Complutense, Madryd Laboratorium Referencyjne OIE ds. ASF jmvizcaino@vet.ucm.es Wstęp Pomór afrykański świń (African swine fever, ASF) jest wirusową choroba świń wywoływaną przez wirusa DNA, który zakaża wyłącznie zwierzęta z rodziny świniowatych (świnie, dziki, dzikie świnie afrykańskie), wszystkich ras oraz w każdym wieku, powodując poważne skutki socjo-ekonomiczne w zainfekowanych krajach. Objawy kliniczne infekcji uzależnione są od zjadliwości izolatu, cech gospodarza, dawki oraz drogi zakażenia. Mogą być one zbliżone do obserwowanych w przebiegu innych chorób, którym towarzyszy wybroczynowość, takich jak np. pomór klasyczny świń (CSF), salmoneloza, różyca. Przebieg choroby może być różny, od nadostrego, ze śmiertelnością rzędu 100%, od 4 do 7 dnia po zakażeniu, do asymptomatycznego, chronicznego, obserwowanego u pojedynczych osobników będących nosicielami wirusa. Żyjące w Europie dziki są zwykle bardziej odporne na infekcję niż świnie domowe, nie mnie jednak epidemiologia i obserwowane u nich zmiany patologiczne są zbliżone do stwierdzanych u świń (14). Na zakażenie ASFV wrażliwe są także dzikie 2

3 świnie afrykańskie (Phacochoerus aethiopicus, Potamochoerus porcus i Hylochoerus meinertzhageni), choroba zwykle przebiega u nich bezobjawowo, z tego powodu są one ważnym rezerwuarem ASFV w Afryce (4). U niektórych dzikich świń zakażenie ASFV skutkuje obecnością niewielkiej ilości wirusa w tkankach oraz niskim, często na granicy wykrywalności, poziomem wiremii (13). Wirus afrykańskiego pomoru świń ma średnio wielkość 200 nm, składa się z wielu koncentrycznie ułożonych struktur, z zewnętrzną otoczką heksagonalną, która jest niezbędna w procesie łączenia wirusa z błoną komórkową w czasie zakażenia komórek. Materiałem genetycznym wirusa jest dwuniciowy DNA, wielkości tysięcy pz, zależnie od szczepu (liczby odwróconych powtórzeń terminalnych). Konserwatywny region centralny ma wielkość około 125 tysięcy pz, natomiast końce są zmienne. Wirus ASF jest wyłącznym przedstawicielem rodziny Asfarviridae, rodzaju Asfavirus (5). Omawiany patogen charakteryzuje się wysokim poziom zmienności genetycznej i antygenowej, dotychczas opisano 22 różne genotypy, wszystkie krążą na kontynencie afrykańskim, głównie w krajach południowo-wschodniej Afryki. Wirus ASF może zakażać dodatkowo różne gatunki kleszczy z rodzaju Ornithodoros, w których może przetrwać przez długi okres czasu, nawet powyżej 5 lat (12). Głównymi komórkami zaangażowanymi w procesie zakażenia są monocyty i makrofagi. Infekcja nie powoduje indukcji sekrecji przeciwciał neutralizujących, szczepionka przeciwko ASF nie jest dostępna. Wirus ASF jest niezwykle oporny na działanie czynników środowiskowych, może przetrwać ponad 15 tygodni w rozkładającej się krwi lub 1000 dni w zamrożonym mięsie. Czynnikiem inaktywującym wirusa jest podwyższona temperatura, jego inaktywację powoduje temperatura 60 C w czasie 30 minut, ponadto jest wrażliwy na działanie rozpuszczalników lipidowych oraz wielu komercyjnych środków dezynfekcyjnych (6). Afrykański pomór świń jest chorobą zwalczaną z urzędu, 3

4 podlegającą obowiązkowi zgłaszania do Międzynarodowej Organizacji Zdrowia Zwierząt (OIE). Występowanie oraz epidemiologia Afrykański pomór świń został opisany po raz pierwszy przez Montgomerego, w 1921, w Kenii. Od tego czasu wiele krajów leżących na południe od Sahary zgłaszało występowanie ognisk choroby na swoim terytorium. W latach ASFV podróżował po świecie, zakażając świnie w różnych krajach Europy, w tym w Portugalii, Hiszpanii, Holandii, Francji, Belgii, oraz w Ameryce Środkowej i Południowej w takich krajach jak Dominikana, Kuba, Brazylia. W wyniku niezwykle natężonych działań choroba została zwalczona w wymienionych krajach, obecnie jest notowana wyłącznie we Włoszech - na Sardynii oraz w Afryce południowo-wschodniej. Od 2007 ASF występuje także w regionie Kaukazu oraz w Rosji, stanowiąc poważne zagrożenie dla sąsiadujących z nimi państw Europy i Azji. Z tego powodu ASF jest uznawany za priorytet w ochronie zdrowia zwierząt w skali globalnej. Jak wspomniano powyżej, na zakażenie naturalne wrażliwe są wyłącznie świnie domowe, dziki oraz dzikie świnie afrykańskie. W Afryce zauważono, że ASFV wywołuje bezobjawowe zakażenia szczególnie dwóch gatunków dzikich świń guźców oraz świń żyjących w buszu (Potamochoerus porcus). U wymienionych zwierząt infekcja charakteryzuje się obecnością niewielkiej ilości wirusa w tkankach oraz niskim, często na granicy wykrywalności, poziomem wiremii (13). Nawet tak niewielka ilość wirusa wystarcza do zakażenia świń domowych za pośrednictwem kleszczy, jako wektora zakażenia, ale jest zbyt mała, aby możliwe było bezpośrednie zakażenie innych zwierząt drogą kontaktową. Z tego powodu zwalczenie choroby w południowowschodniej Afryce nastręcza tak wielu trudności. 4

5 Potwierdzono, że niektóre gatunki kleszczy są zarówno rezerwuarem ASFV, jak i wektorem, dotyczy to kleszczy Ornithodoros moubata w Afryce oraz O. erraticus na Półwyspie Iberyjskim. Stwierdzono, że także inne gatunki kleszczy, takie jak: O. Sonrai, O. Porcinus, O. Verrucosus, są wrażliwe na zakażenie ASFV (6). Z epidemiologicznego punktu widzenia wiadomym jest, że do wprowadzenia ASFV do kraju wolnego od choroby dochodzi najczęściej poprzez stosowanie odpadów kuchennych nie poddanych obróbce termicznej, najczęściej z międzynarodowych portów lub lotnisk, gdy nie zabezpieczone zostają one wyrzucone na śmietnisko lub wykorzystywane są do skarmiania zwierząt. Jeśli wirus ASF utrwali się w populacji świń domowych najważniejszym źródłem zakażenia dla innych wrażliwych osobników są nosiciele wirusa (14). Odpowiedź immunologiczna Mechanizmy immunologiczne zaangażowane w ochronę przed zakażeniem nadal nie zostały dokładnie wyjaśnione, czego konsekwencją jest brak do chwili obecnej efektywnej szczepionki. Brak skutecznej ochrony pozakaźnej może wynikać ze zmienności genetycznej szczepów ASFV, braku indukcji przeciwciał neutralizujących wirusa, a także zakażenia monocytów i makrofagów. Nie wykazano natomiast zdolności wirusa do replikacji w limfocytach B i T (9). Odpowiedź humoralna oraz komórkowa nie zostały dotychczas dobrze poznane, nie mniej jednak wiadomym jest, że obydwa mechanizmy biorą udział w częściowej protekcji obserwowanej w niektórych przypadkach infekcji w warunkach naturalnych oraz w zakażeniach eksperymentalnych. Wymienione mechanizmy mogą być zaangażowane w powstawanie nosicielstwa u świń oraz w chroniczny przebieg infekcji (14, 15). 5

6 Najważniejsze zmiany makroskopowe obserwowane w czasie sekcji Szereg zmian patologicznych może być stwierdzonych w czasie sekcjonowanie zwierząt zakażonych ASFV, zależnie przede wszystkim od zjadliwości izolatu oraz drogi i dawki wirusa. W postaci ostrej najważniejsze zmiany zlokalizowane są w śledzionie, węzłach chłonnych oraz w nerkach. Śledziona jest powiększona, ciemno zabarwiona, krucha, z cechami zapalenia. Węzły chłonne są obrzękłe, kruche, z licznymi wybroczynami, często wyglądają jak skrzepy krwi. W nerkach widoczne są liczne wybroczyny w części korowej i rdzeniowej oraz w miedniczkach nerkowych (15). Postać podostrą charakteryzuje obecność licznych wybroczyn w węzłach chłonnych i nerkach. Śledziona także jest powiększona i przekrwiona. Ponadto można stwierdzić przekrwienie i obrzęk płuc, niekiedy widoczne jest śródmiąższowe zapalenie płuc (15). Próbkobranie i rozpoznanie Optymalnymi narządami, które powinny zostać pobrane do diagnostyki ASF są: węzły chłonne, nerki, śledziona, płuca, krew, surowica krwi. Próbki narządów wykorzystywane są do izolacji wirusa, wykrywania antygenów wirusa oraz jego materiału genetycznego. Krew używana jest do izolacji wirusa lub wirusowego DNA, natomiast surowica oraz płyn tkankowy (wysięk) służą do wykrywania obecności przeciwciał. Badania laboratoryjne są niezbędne do postawienia właściwej diagnozy w zakresie ASF, z uwagi na dużą zbieżność objawów klinicznych oraz zmian 6

7 makroskopowych z innymi chorobami świń przebiegającymi z nasiloną wybroczynowością (CSF, różyca, salmoneloza). Wiele metod diagnostycznych jest obecnie dostępnych zarówno do wykrywania zakaźnego wirusa (test hemadsorpcji), antygenu (odczyn bezpośredniej immunofluorescencji), DNA (PCR konwencjonalny i w czasie rzeczywistym), jak i przeciwciał (ELISA, immunoblotting, odczyn pośredniej immunofluorescencji, immunochromatografia). Umożliwiają one detekcję 22 różnych genotypów ASF. Jednoczesne wykrycie antygenu oraz przeciwciał jest bardzo istotne dla definitywnej diagnozy oraz w procesie kontrolowania statusu zwierząt, w czasie realizacji programu uwalniania kraju od ASFV (14). Zwalczanie Z uwagi na brak szczepionki przeciwko ASF kontrolowanie sytuacji epidemiologicznej w regionach wolnych od choroby oraz zabezpieczenie regionu przed przedostaniem się wirusa i jego rozprzestrzenieniem się opiera się o szybką diagnostykę laboratoryjną oraz bezwzględne przestrzeganie zasad biobezpieczeństwa. Z badań epidemiologicznych wynika, że do wprowadzenia ASFV do kraju wolnego od choroby dochodzi najczęściej poprzez wprowadzenie odpadów kuchennych nie poddanych obróbce termicznej, najczęściej z międzynarodowych portów lub lotnisk, lub poprzez nosicieli wirusa. W związku z tym jednym z ważnych elementów kontrolowania sytuacji jest niszczenie wszelkich odpadów pokonsumpcyjnych (14). Kontrolowanie sytuacji w regionach zainfekowanych opiera się z kolei na precyzyjnie dopracowanych programach zwalczania choroby. Zwalczanie ASF bez prowadzenia szczepień ochronnych jest możliwe, aczkolwiek trudne. Eradykacja choroby z Portugalii i Hiszpanii potwierdziła, że wakcynacja nie jest niezbędna do 7

8 skutecznego zwalczenia zarazy, nawet w regionach, w których wirus utrzymuje się endemicznie (1). Aktualna sytuacja epidemiologiczna w zakresie ASF Jak już wspomniano powyżej, w ostatnim okresie czasu największe zmiany w zakresie epidemiologii ASF miały miejsce w 2007, kiedy to ASFV został ponownie wprowadzony na kontynent europejski, począwszy od Gruzji. Wiele czynników mogło mieć udział w tym procesie, za najważniejszy uważa się jednak nasilenie występowania wirusa w Afryce w ostatnich 15 latach, kiedy to doszło do wystąpienia ognisk choroby w krajach dotychczas wolnych od ASF. Przyczyniło się to do nasilenia krążenia wirusa, wzrostu liczby zwierząt zakażonych, a w konsekwencji wzrostu liczby zakażonych produktów pochodzących od świń. Kolejnym ważnym elementem jest globalizacja. Aktualnie ludzie, zwierzęta, produkty itd. przemieszczane są dookoła świata w bardzo krótkim okresie czasu, liczba ta sukcesywnie wzrasta z dnia na dzień. Trzecim ważnym czynnikiem jest globalny kryzys finansowy, w konsekwencji którego mali hodowcy zmuszeni są niekiedy do wykorzystywania zlewek i odpadów kuchennych do żywienia zwierząt. Wymienione czynniki, w połączeniu z opornością wirusa ASF na czynniki środowiskowe i jego przeżywalnością w produktach mięsnych oraz występowaniem bezobjawowych nosicieli zarazka, a także brakiem dostępnej szczepionki, sprzyjają rozprzestrzenianiu się choroby do nowych obszarów w Afryce i Europie. Najnowsza historia w zakresie występowania ASF datuje się od kwietnia 2007 r., kiedy to nowe ognisko wywołane przez wirus genotypu II, pokrewny ze szczepami pochodzącymi z Mozambiku, Madagaskaru i Zambii, zostało wykryte w Europie, w Gruzji. Uważa się, że wirus dostał się do Europy poprzez wykorzystanie w żywieniu 8

9 świń zainfekowanych odpadów kuchennych z międzynarodowego statku, który dotarł do portu Poti (2). Choroba bardzo szybko rozprzestrzeniła się obejmując swoim zasięgiem kolejne kraje: Gruzję, Armenię, Azerbejdżan i Rosję. Od czasu wtargnięcia wirusa ASF w region kaukaski do OIE zgłoszono przeszło 260 ognisk choroby, w wyniku tego padło świń. Straty ekonomiczne związane w wystąpieniem ASF w Rosji oszacowano na bilionów rubli (0,8-1 biliona USD) (16). W ostatnim okresie czasu, na przestrzeni od października 2009 do grudnia 2010, dwa nowe ogniska choroby wystąpiły blisko granicy wschodniej Unii Europejskiej, mniej niż 150 km od Estonii i Finlandii (18). Wszystkie szczepy wyizolowane od czasu wprowadzenia ASFV na terytorium kaukaskie posiadają identyczną sekwencję, co wskazuje, że w 2007 r. wprowadzony został pojedynczy szczep (8). Z badaniach przeprowadzonych przez EFSA wynika, że jest bardzo prawdopodobne, że ASF przejdzie w formę endemiczną, co sprzyjać będzie dalszemu rozprzestrzenianiu się wirusa do regionów Rosji sąsiadujących z zainfekowanymi obszarami (7). Jest to związane z występowaniem następujących czynników krytycznych w tym regionie: występowaniem ASF u dzików, niezwykle wysokim współczynnikiem nielegalnego handlu zwierzętami oraz mięsem w obrębie kraju, tradycją skarmiania zlewek, brakiem właściwego serwisu weterynaryjnego oraz właściwej infrastruktury i identyfikacji zwierząt (2). Wszystkie wymienione powyżej czynniki powodują, że kontrolowanie i eradykacja choroby w tym regionie jest niezwykle trudna, przez co rośnie ryzyko jej rozprzestrzenienia się do krajów sąsiadujących, szczególnie do państw blisko powiązanych z Rosją handlowo oraz socjo-kulturalnie. Wskazują na to także dane przekazywane przez szefa służby weterynaryjnej Rosji, który ostatnio przewidział, że 9

10 wirus przedostanie się do północnego oraz północno-zachodniego terytorium Rosji (17). Rośnie zatem ryzyko wprowadzenie wirusa do UE. W jaki sposób aktualna sytuacja w zakresie ASF może wpłynąć na sytuację w UE Unia Europejska obawia się ryzyka związanego z wprowadzeniem wirusa ASF w swoje granice terytorialne. Analiza ryzyka w tym zakresie, przeprowadzona w ostatnim czasie, wskazuje, że ryzyko jest obecnie umiarkowane (7). Nie mniej jednak należy zachować szczególną ostrożność, biorąc pod uwagę ewolucję wirusa w Rosji oraz wystąpienie ognisk choroby w pobliżu granic UE. Ten sam poziom ryzyka oszacowano w odniesieniu do wprowadzenia wirusa ASF wraz ze zlewkami kuchennymi. Historycznie była to najbardziej powszechna droga introdukcji wirusa do krajów wolnych od ASF, jak np. do Hiszpanii, Holandii, Belgii, na Kubę, a ostatnio do Gruzji. Z przeprowadzonej analizy ryzyka wynika ponadto, że jeśli dojdzie do zakażenia świń w UE, ryzyko, że zaraza utrwali się w Europie jest nieznaczne, z uwagi na relatywnie wysoki poziom bioasekuracji w produkcji świń. Więcej szczegółów i bardziej detaliczna analiza została przeprowadzona w ramach europejskiego projektu ASFRISK (EC, FP7-KBBE ). Określono najbardziej prawdopodobne drogi, kraje oraz okres czasu, kiedy wirus ASF może zostać zawleczony do UE. Wstępne wyniki analizy wskazują, że zawleczenie wirusa ASF wraz z legalnie importowanymi żywymi zwierzętami jest mało prawdopodobne (11). Ryzyko takie dotyczy przede wszystkim Polski, okresu jesienno-zimowego (listopad-grudzień) oraz Rosji, jako pierwotnego źródła infekcji. Zastosowane metody i uzyskane wyniki mogą pomóc w alokacji zasobów finansowych i ludzkich do rejonów o największym potencjalnym ryzyku, dzięki czemu ograniczone zostałoby ryzyko przedostania się wirusa ASF do UE. 10

11 Piśmiennictwo 1. Arias M. and Sánchez-Vizcaíno J.M. (2002). African swine fever eradication: the Spanish model. In Trends in emerging viral infections of swine. (A. Morilla, K. Yoon and J. Zimmerman, eds). Iowa State University Press, Ames, Beltrán-Alcrudo D, Lubroth J, Depner K, La Roquec (2008). African swine fever in Caucasus region. FAO Empres Walch Beltrán-Alcrudo D, Lubroth J, Depner K, La Roquec (2009). African swine fever spread in the Russian Federation and the risk for the region. FAO EMPRES. 4. De Tray D.E. (1957). African swine fever in warthogs (Phacochoerus aethiopicus). J. Am. Vet. Med. Assoc. 130: Dixon L, et al. (2005) Asfarviridae. Eighth report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. 6. EFSA Scientific review on African swine fever. 7. EFSA 2010 Scientific opinion on African swine fever. 8. Gallardo C. et al. (2009). 14th International Symposium of the World Association of Veterinary Laboratory Diagnosticians. 9. Minguez I., Rueda A., Dominguez J. and Sánchez-Vizcaíno J.M. (1988). Double labeling immunohistological study of African swine fever virus infected spleen and lymph nodes. Vet. Pathol. 25: Montgomery R.E. (1921). On a form of swine fever occurring in British East Africa (Kenya colony). J. Comp. Pathol. 34:

12 11. Mur, L., Martínez-López, B., Martínez-Avilés, M., Sánchez-Vizcaíno, JM. (2010). "African Swine Fever : A high risk again". Oral. 21st International Pig Veterinary Society (IPVS) Congress, Vancouver Convention Centre, West Building, Canadá, Julio. Proc Oleaga-Pérez A, Perez-Sanchez R, Encinas Grande A. Distribution and Biology of O. Erraticus in parts of Spain affected by ASF. (1990). Vet. Rec., 126: Plowright W. (1981). African swine fever. In: Infectious diseases of wild mammals. Edi Danis JW Ames Iowa. Iowa Press pp Sánchez-Vizcaíno J.M. (2006). African swine fever. In Diseases of swine, 9th Ed. (B. Straw, S. D Allaire, W. Mengeling and D. Taylor, eds).. Iowa State University, Ames, Sánchez-Vizcaíno, JM. (2010). African Swine Fever, en Infectious and Parasitic Diseases of Livestock, Vol. 1, Cap. 63, United States Department of Agriculture (2010). Foreign Agriculture Services. Russian Federation. Global Agricultural Information Network, Report RS Vlasov N. (2011). Expert meeting on African Swine Fever. Berlin, January World Organization for Animal Health (2009, 2010). WAHID database. 12