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Die Auswirkungen intensiver Impfung auf die Epidemiologie von PCV2

Die Abnahme der PCV2a- und PCV2b-Genotypen im Laufe der Zeit und die Zunahme von PCV2d im Jahr 2012 sind wohl eher auf andere, bisher noch unbekannte Faktoren als auf die immunologische Selektion zurückzuführen, die aus der PCV2a-basierten Impfung resultiert.

Die Impfung gegen das Porzine Circovirus Typ 2 (PCV2) stellt einen wirkungsvollen Schutz gegen PCV2-assoziierte Krankheiten (PCVAD) dar. Nach einem Anstieg von PCVAD-Fällen wurden 2006 in den Vereinigten Staaten PCV2-Impfstoffe auf den Markt gebracht, die in der Schweineindustrie umgehend eingesetzt wurden, um PCVAD-Ausbrüche unter Kontrolle zu bringen. Intensive Impfungen, die in den USA seit 2006 durchgeführt wurden, haben hohe Anti-PCV2-Antikörperspiegel induziert und die Viruslasten verringert, konnten das Virus aber nicht vollständig aus den Betrieben eliminieren (Dvorak et al., 2016). Die kontinuierliche Impfung könnte zur Eliminierung von PCV2 in den Betrieben führen, aber das Virus ist trotz regelmäßiger Impfung nach wie vor bei einem Drittel bis zur Hälfte der Betriebe in den USA zu finden (Dvorak et al., 2016).

Alle wichtigen PCV2-Impfstoffe basieren heute zwar auf dem PCV2a-Genotyp, sind allerdings in der Lage, vor Erkrankungen zu schützen, die durch andere Genotypen verursacht werden (Fort et al., 2008; Opriessnig et al., 2017). Man ging davon aus, dass eine Veränderung des wichtigsten Genotyps von PCV2a zu PCV2b, die über die Jahre festgestellt wurde, und jetzt hin zu PCV2d, in direktem Zusammenhang mit dem Einsatz von Impfstoffen auf Grundlage des PCV2a-Genotyps stand. PCVAD-Ausbrüche, die man anscheinend mit neu auftretenden Genotypen assoziierte, wurden jedoch nach der strikten Wiedereinführung der gleichen oder anderer Impfprogramme unter Kontrolle gebracht, was darauf hindeutet, dass der Ausbruch der Krankheit eher auf die Compliance oder andere Gründe zurückzuführen war, als auf mangelnde Kreuzimmunität. Um die Veränderung der Genotypen näher zu untersuchen, erhielten wir die PCV2-Sequenzdatenbank des veterinärmedizinischen Diagnoselabors der University of Minnesota (UMN-VDL) zur Untersuchung der epidemiologischen Veränderungen von PCV2 nach dem umfassenden Einsatz von Impfstoffen.

 

Ergebnisse

ORF2-Sequenzen von PCV2-Feldisolaten (GenBank ID KT867794-KT868522, n=729), die von 2002 – 2015 an das UMN-VDL geschickt wurden, wurden auf Vollständigkeit, Genauigkeit und damit verbundene Metadaten überprüft [4]. Die meisten Sequenzen erhielt man 2006 (47%) und 2007 (18%) und eine andere große Gruppe von Sequenzen 2012-2013 (Abb. 1). Bis 2005, als man PCV2b zum ersten Mal feststellte, war PCV2a der einzige Genotyp, der in den untersuchten Proben gefunden wurde (Abb. 1). Der wichtigste Genotyp, der von 2006 – 2010 gefunden wurde, war PCV2b, aber 2011 und 2012 tauchte PCV2a erneut auf (Abb. 1). PCV2d-Sequenzen identifizierte man erstmals 2012 und 2014 waren sie zum wichtigsten Genotyp geworden (Abb. 1). PCV2e-Isolate wurden erstmals im Jahr 2006 festgestellt und dann wieder 2012, wiesen aber immer eine geringe Prävalenz auf (Abb. 1).


Abbildung 1: Prävalenz der PCV2-Genotypen von 2002 – 2015: Die Häufigkeit von PCV2-Sequenzen des UMN-VDL aus den Jahren 2002 – 2015 ist als gestrichelte Linie dargestellt und auf der rechten Seite der Achse abzulesen. Der prozentuale Anteil an der Gesamtzahl der Proben jedes Genotyps, der im jeweiligen Jahr präsent ist, wird durch die farbigen Felder dargestellt und ist auf der linken Seite der Achse abzulesen.


Abbildung 1: Prävalenz der PCV2-Genotypen von 2002 – 2015: Die Häufigkeit von PCV2-Sequenzen des UMN-VDL aus den Jahren 2002 – 2015 ist als gestrichelte Linie dargestellt und auf der rechten Seite der Achse abzulesen. Der prozentuale Anteil an der Gesamtzahl der Proben jedes Genotyps, der im jeweiligen Jahr präsent ist, wird durch die farbigen Felder dargestellt und ist auf der linken Seite der Achse abzulesen.

Um die Verteilung der Genotypen im Verlauf der Zeit optisch darzustellen, wurde mithilfe von MEGA 7.0.21 ein Baumdiagramm mit Angabe der maximalen Wahrscheinlichkeit erstellt. Die einzelnen Jahre wurden farbkodiert (Abb. 2, n=729). Interessanterweise waren im untersuchten Zeitraum sowohl der PCV2a- als auch der PCV2b-Genotyp ständig präsent, wobei die Diversität der Sequenzen innerhalb jedes Genotyps abnahm. Es gab nur wenige Cluster identischer oder fast identischer Sequenzen. Insbesondere gab es sie bei PCV2b in den Jahren 2006-2007, woraufhin sie auszusterben schienen (Abb. 2). PCV2d und PCV2e-Genotypen wurden in jüngerer Zeit (2012 – 2015) festgestellt, obwohl PCV2e auch 2006 präsent war (Abb. 2).

Abbildung 2. Phylogenetisches Baumdiagramm der maximalen Wahrscheinlichkeit: Die 729 ORF2-Sequenzen der PCV2-Datenbank des UMN-VDL sind je nach Jahr farblich gekennzeichnet. Die Genotypen sind vermerkt.

Abbildung 2. Phylogenetisches Baumdiagramm der maximalen Wahrscheinlichkeit: Die 729 ORF2-Sequenzen der PCV2-Datenbank des UMN-VDL sind je nach Jahr farblich gekennzeichnet. Die Genotypen sind vermerkt.

Schlussfolgerungen

In den Schweinebetrieben in den USA wurden PCV2-Impfstoffe erstmals 2006 eingeführt, die auf dem PCV2a-Genotyp beruhen. Die Impfung zeigt bei der Bekämpfung von PCVAD Wirkung und reduziert die Virämiegrade deutlich. Sie kann jedoch PCV2 aus den Betrieben nicht eliminieren und führt möglicherweise zu einer höheren Prävalenz von nicht-PCV2a-Genotypen. Die Untersuchung von mehr als 700 gut belegten PCV2-Sequenzen der Datenbank des UMN-VDL zeigt, dass der Anstieg der Prävalenz des Virus des Genotyps PCV2b schon 2005 einsetzte, also bevor Impfstoffe zur Verfügung standen. Das Wiederauftreten von Viren des Genotyps PCV2a im Jahr 2011 deutet darauf hin, dass PCV2a trotz der Impfungen in Betrieben in den USA präsent war. Die Abnahme der PCV2a- und PCV2b-Genotypen im Laufe der Zeit und die Zunahme von PCV2d im Jahr 2012 sind somit wohl eher auf andere, bisher noch unbekannte Faktoren als auf die immunologische Selektion zurückzuführen, die aus der PCV2a-basierten Impfung resultiert.

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