Afrykański pomór świń (ASF) jest wysoce zaraźliwą chorobą wirusową, objawiającą się inaczej u dzikich i domowych świń. ASF występuje na całym świecie, w tym w Europie, Ameryce Południowej i Azji. Jego wpływ zależy od zjadliwości wirusa, dawki zakaźnej i drogi zakażenia.

ASFv żywe atenuowane szczepy

Większość izolatów ASFv jest w 100% śmiertelna dla świń. Niektóre z nich to szczepy o niskiej wirulentności, charakteryzujące się niższą śmiertelnością, a inne to szczepy całkowicie atenuowane, nie powodujące żadnych objawów klinicznych. Żywe atenuowane szczepy ASFv zwykle pojawiają się jakiś czas po inwazji zjadliwych szczepów. Prowadzi to do długoterminowego współistnienia i adaptacji ASFv i jego żywiciela. Szczepy te mają zmniejszoną zjadliwość u świń domowych. To zachęca do ich wykorzystania jako potencjalnych kandydatów na szczepionki.

Dlatego zmienność sekwencji genów żywych atenuowanych szczepów ASFv stanowi odniesienie do naukowego zapobiegania i zwalczania ASF oraz opracowywania nowych szczepionek.

Zjadliwość ASFv

Zakażenie ASFv powoduje szeroki zakres postaci klinicznych: nadostre, ostre, podostre i przewlekłe u świń domowych.

Ostre zakażenie świń domowych powoduje anoreksję, gorączkę, krwawienia z nosa, rumień, sinicę skóry, czarny stolec, aw niektórych przypadkach biegunkę. Śmiertelność do 100% występuje po 12-14 dniach od zakażenia.

Umiarkowanie zjadliwe szczepy ASFv powodują podostrą chorobę prowadzącą do łagodniejszych objawów klinicznych i urazów. Śmierć następuje po 15-20 dniach od zakażenia. Kilka genów jest powiązanych z wirulencją izolatów ASFv, na przykład UK (DP96R) i 23-NL (DP71L lub I14L). Znajdują się one obok siebie w prawym regionie zmiennym genomu ASFv.

Delecja genów UK i 23-NL z patogennego ASFv znacznie zmniejsza zjadliwość ASFv u świń. Ponadto delecja wielogenowych rodzin genów na ASFv zmniejsza zdolność wirusa do replikacji w makrofagach świńskich lub kleszczach i całkowicie osłabia normalnie silną zjadliwość.

ASFv żywe atenuowane szczepy

Żywe atenuowane szczepy ASFv uzyskuje się różnymi metodami, w tym:

• Izolowanie naturalnie atenuowanych szczepów wirusa od zakażonych świń w terenie;

• Pasażowanie zjadliwych szczepów w pierwotnej hodowli komórkowej lub w ciągłej hodowli komórkowej; I

• Manipulacja genetyczna wysoce zjadliwych izolatów terenowych.

Izolaty polowe o niskiej zjadliwości

Naturalnie atenuowane szczepy wirusa są głównie izolowane od zakażonych świń w terenie. Istnieje co najmniej 6 dobrze znanych szczepów ASFv atenuowanych w terenie.

• The szczep NH/P68 wyizolowany od świń przewlekle zakażonych ASF w środkowej Portugalii w 1968 r. Indukuje wytwarzanie specyficznych przeciwciał przez gospodarza i chroni gospodarza przed ekspozycją na prowokację zjadliwym szczepem Lisbon 60.

• The szczep OURT 88/3 został odizolowany od Ornithodoros erraticus na farmie w Portugalii w 1988 roku.

• The Szczep Estonia 2014 został wyizolowany od dzików w północno-wschodniej Estonii w 2014 roku.

• The szczep HuB20 wyizolowano z tkanki mięśniowej świni wraz z kością.

• The Świnia/Heilongjiang/HRB1/2020 szczep został wyizolowany ze śledziony świń w Chinach.

• The Szczep Lv17/WB/Rie1 (Atenuowany izolat terenowy pochodzenia gruzińskiego) należący do genotypu II ASFv został wyizolowany na Łotwie.

Żywe, atenuowane szczepy wirusa skutecznie chronią przed prowokacją homologicznym zjadliwym wirusem. W latach sześćdziesiątych do opracowania szczepionki w Portugalii wykorzystano naturalnie atenuowany terenowy izolat ASFv należący do genotypu I. Jednak to podejście spowodowało szczątkową wirulencję u wysokiego odsetka immunizowanych świń, u których rozwinęły się przewlekłe zmiany ASF.

Wirusy atenuowane przez pasażowanie kultur tkankowych

Inną metodą uzyskiwania żywych atenuowanych szczepów ASFv jest proces adaptacji, w którym zjadliwe izolaty replikują się w różnych pierwotnych hodowlach komórek świńskich lub ustalonych liniach komórkowych, aby utracić swoją zjadliwość. Atenuowane szczepy ASFv uzyskane w wyniku seryjnego pasażowania są nie tylko kandydatami do badań nad szczepionkami przeciwko ASF. Są również przydatne w badaniu molekularnych cech genetycznych i mechanizmu patogenezy wirusa.

Pasażowanie w pierwotnej hodowli komórkowej lub w ciągłej hodowli komórkowej

Atenuację ASFv można przeprowadzić poprzez pasażowanie w pierwotnej hodowli komórkowej lub w ciągłej hodowli komórkowej. Jednak seryjne pasażowanie stopniowo zmniejsza zjadliwość i immunogenność wirusa. To z kolei utrudnia wytworzenie ochrony przed późniejszą prowokacją wirusem homologicznym. Ponadto próby osłabienia ASFv przez dodatkowe pasażowanie w hodowanych komórkach wiąże się ze zmienioną ekspresją lub nawet całkowitą delecją genów kodujących pewne czynniki wirulencji lub czynniki unikania związane z układem odpornościowym. Może to skutkować powstaniem szczepów, które całkowicie utraciły chorobotwórczość dla świń.

Vacdiva

Unia Europejska sfinansowała projekt UE o nazwie „Vacdiva”, którego celem jest opracowanie skutecznej szczepionki przeciwko ASF w ciągu najbliższych 4 lat. Wstępne dane wskazują, że niektóre ciągłe linie komórkowe świni mogą być realistyczną alternatywą dla pierwotnych makrofagów do badań nad ASFv i do produkcji na dużą skalę szczepionki przeciwko ASFv. Do tej pory obiecujące linie komórkowe kandydujące na ASFv LAV zostały zindywidualizowane w WSL, PIPEC, ZMAC-4 i PPK-66b, które wspierały replikację NH/P68, ASFV-G-ΔI177L, OURT88/3, TSP-080/300, i TS-7/230, odpowiednio. Chociaż wstępne wyniki na niektórych liniach komórkowych świń są obiecujące, konieczne są dalsze badania w celu wykorzystania tych linii komórkowych do bezpiecznej produkcji szczepionek ASFv na dużą skalę.

Wirusy z genetycznie modyfikowanymi delecjami

Manipulacja genetyczna wysoce zjadliwych izolatów terenowych to kolejne podejście do tworzenia atenuowanych szczepów ASFv. W tym podejściu zjadliwe geny są usuwane z genomu wirusa w celu osiągnięcia atenuacji. Jednak identyfikacja konkretnych usuniętych genów powodujących atenuację jest nadal nieznana.

Według badań naukowych, atenuowane wirusy ASF z usuniętymi genami są nadal najskuteczniejszymi kandydatami na szczepionki zapobiegające ASF. Kluczowe znaczenie ma jednak wybór genu docelowego, rozważenie bezpieczeństwa immunizacji i przydatności ochrony oraz osiągnięcie równowagi między bezpieczeństwem a skutecznością.

W tym kontekście dobrze znana jest praca naukowców z ARS (Agricultural Research Service) USDA. Opracowali kandydata na szczepionkę o nazwie ASFV-G-ΔI177L, w którym usunęli 6 genów. Może być produkowany komercyjnie, przy jednoczesnym zachowaniu skuteczności szczepionki przeciwko azjatyckim szczepom ASFv podczas testów na świniach zarówno europejskich, jak i azjatyckich. Naukowcy stwierdzili, że delecja specyficznego dla wirusa genu ASFv A137R z wysoce zjadliwego izolatu ASFv-Georgia2010 (ASFv-G) indukuje znaczne osłabienie zjadliwości wirusa u świń. Szczepionka oparta na tym podejściu jest obecnie wprowadzana w Wietnamie.

Luki w wiedzy

Konieczne są dalsze badania w celu oceny krytycznych aspektów potencjalnych szczepionek, takich jak początek i czas trwania odporności, stabilność genetyczna, stabilność atenuacji, minimalne dawki ochronne i możliwe drogi zaszczepienia. Ponadto potrzebna jest standaryzacja metodologii testowania skuteczności kandydatów na szczepionki, dawek szczepionki, drogi szczepienia i dawki prowokacyjnej.

Zaleca się ocenę podstaw zróżnicowanego efektu w zjadliwości wirusa delecji tych samych genów wśród różnych izolatów wirusa. Odkrycie i charakterystyka genów związanych z wirulencją oraz ich interakcja z gospodarzem są nadal niejasne. Dlatego konieczne jest przeprowadzenie bardziej dogłębnej analizy genotypu ASFv poprzez wysokiej jakości sekwencjonowanie całego genomu, aby lepiej zrozumieć śledzenie epidemiologiczne tej choroby, w tym związek ewolucyjny i różnice fenotypowe między różnymi szczepami ASFv i czynniki indukujące związane ze zmiennością genomową.

Uwagi końcowe

Żywe atenuowane szczepionki ASF mogą wywoływać różne poziomy ochrony w zakresie od 60% do 100% przed prowokacją zjadliwym wirusem, ale mogą powodować reakcje poszczepienne i niepożądane skutki uboczne oraz obawy dotyczące bezpieczeństwa.

Zaletą immunizacji żywym, atenuowanym wirusem, a nie wybranymi antygenami, jest wywołanie odpowiedzi immunologicznej przeciwko wszystkim antygenom wirusowym, z którymi normalnie spotyka się gospodarz podczas infekcji; dlatego jest bardziej skuteczny. To podejście wydaje się obecnie najbardziej obiecującą ze wszystkich strategii, jednak potrzebne są dalsze badania w celu opracowania żywych atenuowanych szczepionek ASF oraz rozwiązania głównych wyzwań i problemów związanych z bezpieczeństwem.

Referencje dostępne na życzenie.