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Bedeutung und Entwicklung der genetischen Struktur des PCV2-Virus

Genetische Veränderungen können dazu führen, dass die Virulenz steigt und die Immunogenität abnimmt.

Mittwoch 5 Juni 2013 (vor 6 Jahre 3 Monate 11 Tage)
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Das Porzine Circovirus Typ 2 (PCV2) wird mit verschiedenen klinischen Erkrankungen bei Schweinen in allen Altersklassen in Verbindung gebracht. Sie werden allgemein als PCV-assoziierte Krankheiten (englisch: PCV-associated diseases (PCVAD)) bezeichnet. Die mit einer PCV2-Infektion einhergehenden klinischen Symptome können zu Kümmern, Gewichtsverlust, Diarrhoe, Respirationsstörungen (Niesen, Nasenausfluss, erhöhte Atemfrequenz), Ikterus, Anämie und Hautläsionen führen. Die Impfung ist eine häufig angewandte Maßnahme, um die ökonomischen Verluste, die durch die PCV2-Infektion auftreten, zu reduzieren oder zu verhindern.

Welches sind die wichtigsten PCV2-Genotypen?

PCV2 Isolate einer genetischen Stufe können in drei Hauptgruppen von Genotypen aufgeteilt werden: PCV2a, PCV2b, und PCV2c (Abb. 1). Sowohl PCV2a als auch PCV2b kommen weltweit vor. PCV2a war bis zum Jahr 2000 der vorherrschende Genotyp. Dann begann ein globaler Wechsel der Genotypen, was dazu führte, dass PCV2b ab 2000 der vorherrschende Genotyp wurde. Als PCV2b erstmals in Nordamerika auftrat, breitete es sich schnell in den Regionen der Schweineproduktion aus und hatte verheerende Folgen für die Schweineindustrie durch eine hohe Mortalität und Morbidität.

Abb. 1. Hauptgenotypen von PCV2 und deren Verwandtschaft auf Grundlage des Capsid-Gens.

Hauptgenotypen von PCV2 und deren Verwandtschaft auf Grundlage des Capsid-Gens

Schützen die verfügbaren PCV2-Impfstoffe gegen alle zurzeit auftretenden PCV2 Genotypen?

Alle zurzeit kommerziell verfügbaren Impfstoffe basieren auf PCV2a Stämmen. Experimentelle Versuche von unserer und anderen Arbeitsgruppen zeigen, dass eine ausreichende Kreuzprotektivität zwischen PCV2a und PCV2b Stämmen besteht. Diese Tatsache dass eine Impfung von Schweinen mit einem Impfstoff, der auf PCV2a basiert, generell sehr wirksam bei der weltweiten Bekämpfung der PCVAD ist, wird auch durch Beobachtungen aus der Praxis bestätigt.

Charakterisierung neuerer PCV2a und PCV2b Stämme deutet auf das Auftreten neuer Varianten hin

Bei Felduntersuchungen führte die Sequenzierung des Capsid-Gens von PCV2 in den letzten Jahren zur Entdeckung verschiedener PCV2 Mutanten und Varianten. Einer dieser Mutanten, ein zuerst in China nachgewiesener PCV2 Stamm, besitzt mehrere Mutationen des Aminosäuremusters im Kapsid-Gen. Chinesische Wissenschaftler konnten in einem experimentellen Versuch mit Schweinen zeigen, dass dieser Stamm im Vergleich zu den gewöhnlichen chinesischen PCV2a und PCV2b Stämmen virulenter ist. Dadurch stieg die weltweite Besorgnis über das Auftreten und die Verbreitung neuer PCV2 Varianten. Anfang des Jahres wurde ein ähnlicher Stamm durch unsere Arbeitsgruppe in Nordamerika bei mehreren Fällen von vermeintlichem Impfversagen nachgewiesen, in denen schwere Fälle von PCVAD in geimpften Schweinebeständen auftraten. Neben diesem bestimmten Stamm wurden außerdem andere PCV2a und PCV2b Varianten mit individuellen Aminosäure-Kapsid-Mutationen in bekannten immunogenen Stellen nachgewiesen, was möglicherweise auf eine positive Selektion von Viren hinweist, die über bestimmte Kapsid-Mutationen verfügen, oder sogar einen ungenügenden Schutz durch die aktuellen PCV2 Impfstämme anzeigt. Anderseits könnte es dazu eher zufällig als Folge dieser Aminosäurenveränderungen gekommen sein. Dies muss noch geklärt werden.

Methoden zur Charakterisierung von PCV2 Isolaten

Für den Nachweis von PCV2 im Gewebe oder Serum sind gute diagnostische Verfahren vorhanden und werden häufig angewendet. Dazu gehören Methoden wie die Immunhistochemie oder die In-situ-Hybridisierung bei Formalin-fixierten Geweben oder die Untersuchungen von Geweben, Serumproben oder Speichelflüssigkeiten mittels PCR. Mit Hilfe einiger PCR-Tests ist es außerdem möglich, verschiedene Genotypen nachzuweisen und zwischen PCV2a und PCV2b zu unterscheiden. Es gibt mehrere serologische Tests, um Antikörper gegen PCV2-Antikörper in Serumproben oder Speichelflüssigkeiten nachzuweisen. Die zurzeit verfügbaren serologischen Tests zeigen nur einen Kontakt des Tieres mit PCV2 an und sind deshalb nicht ausreichend, um kleine aber möglicherweise bedeutende genomische Veränderungen nachzuweisen. Die Sequenzierung des Virus kann somit weitere, sehr wichtige Informationen liefern. Sie kann ausschließlich für das Kapsid-Gen oder für das gesamte Virus durchgeführt werden. Üblicherweise ist die Sequenzierung des Kapsids ausreichend für ein Monitoring. Eine Übersicht über die Veränderungen mithilfe einer zentralen Datenbank scheint sinnvoll, um mögliche übereinstimmenden Veränderungen zu erkennen. Abgesehen von den genomischen Veränderungen ist es wichtig zu überprüfen, ob diese Veränderungen auch tatsächlich zu einem Anstieg der Virulenz und einer Abnahme der Immunogenität führen, um geeignete Bekämpfungsstrategien entwickeln zu können.

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