Луїс Енхуанес, Соня Суніга, Фернандо Алмасан, Карлос Санчес та Ісабель Сола
Відділ молекулярної і клітинної біології Національного центру біотехнології при Мадридському автономному університеті, Іспанія
Гострі інфекційні діарейні захворювання характеризуються високою захворюваністю і смертністю серед поросят. Існує три основних вірусу свиней, відповідальних за цю патологію: ротавіруси групи А (PRV-A), вірус трансмиссивного гастроентериту (ТГС) і вірус епідемічної діареї свиней (ЕРС). Ротавіруси відносяться до сімейства Reoviridae і є найбільш поширеним збудником гастроентериту у свиней. Віруси ж ТГС і ЕРС відносяться до сімейства Coronaviridae. Виникнувши порівняно недавно, вони стали вкрай небезпечні для свиней і людини. Дані емерджентні коронавіруси стають причиною ентеритів у свиней будь-якого віку, зокрема приводячи до летального результату серед новонароджених поросят, в результаті чого має місце серйозний економічний збиток. Симптоми і вогнища ураження при даних ентеритах подібні. Вірус руйнує ентероцита ворсинок, що призводить до атрофії ворсинок в тонкому кишечнику і, як наслідок, до діареї (рясні водянисті фекалії), нудоті, зневоднення і високу смертність серед поросят-сосунов. Тому важливо швидко виявляти ці віруси. щоб мати можливість запобігти їх подальше поширення шляхом вакцинації і вдаючись до інших заходів контролю.
У цій доповіді ми зосередимося на свинячих коронавірус, оскільки недавно з'явилися становлять небезпеку для промислового свинарства нові вірулентні штами вірусу ЕРС, а також нові коронавіруси, відмінні від вірусів ТГС і ЕРС, недавно з'явилися в Гонконзі і штаті Огайо (США).
У минулому було проведено розмежування між двома типами вірусу ЕРС: тип 1 зустрічався лише у дорослих тварин без прояву клінічних ознак у поросят-сосунов, в той час як тип 2 заражав тварин безвідносно їх віку. Реплікація вірусу ЕРС протікає в худої, клубової (в бічних стінках Вілла, по краях крипт) і ободової кишках, вірус же ТГС заражає цілком вії, не зачіпаючи клітин крипт і ободової кишки. В цілому смертність при ЕРС перевищує смертність при ТГС на 10% серед поросят у віці до 2 тижнів і на 20% серед поросят у віці від 2 до 4 тижнів.
У минулому був описаний рецептор вірусу ТГС: його роль виконує амінопептідазу N, білок, в достатку представлений на поверхні клітин кишкового епітелію свиней, рецептор ж вірусу ЕРС поки що не знайшли. Відсоток перехресних реакцій між цими двома вірусами вкрай низький, навіть при використанні антитіл до різних структурних білків. На жаль, даних по перехресним реакцій різних геногрупи на даний момент немає, і з огляду на це невідомо, чи здатні вакцини проти однієї з геногрупи захищати проти всіх інших. Проте, на підставі тієї обставини, що свині з господарств Китаю, імунізовані вакциною на основі класичних європейських штамів, незабаром після вакцинації були інфіковані незадовго до того що виникли штамами ЕРС, з високим ступенем ймовірності можна припустити, що старі і нові штами ЕРС, які були присутні в цих господарствах, відносяться до різних серотипам, що не вступає в перехресні реакції.
Серологічне різноманітність вірусу ЕРС не було досконально вивчено імунологічними методами. Однак було показано, що в індукції віруснейтралізуючих антитіл беруть участь три області глобулярного домену S-білка, що схоже з даними по ТГС. Завдання розробки універсальної вакцини значно полегшила б висока консервативність хоча б однієї з цих областей від геногрупи до геногрупи, як у ТГС і вірусу SARS-CoV.
Якщо спалах захворювання вже має місце, оптимальним рішенням буде: 1) збільшити температуру в приміщенні до 32ºC для запобігання протягів (особливо добре, якщо підлоги на фермах трохи підняті), зробити вільним доступ до води, розчину електролітів або заміннику молока, а також антибактеріальне лікування ; 2) скористатися комерційно доступними вакцинами для стимуляції пасивного імунітету у поросят-сосунов для зниження їх смертності; 3) провести перезараження тварин вірусом щонайменше за 2 тижні до опоросу.
Вакцини «домашнього приготування» представляють занадто серйозну небезпеку для господарств і використовуватися не повинні. Так, згодовування свиням фрагментів кишечника тварин з інших ферм призводило до небажаних результатів, а саме до появи в таких господарствах персистентной коронавирусной інфекції, а також до проникнення інших вірусів, таких як РРСС і цирковірус.
Класичні інактивовані вакцини не забезпечують високого рівня захисту, при тому що імунітет зберігається лише ненадовго. На підставі польових досліджень добре відомо, що для захисту кишечника від вірусів ТГС і ЕРС необхідна стимуляція місцевого (секреторного) імунітету, особливо у поросят до 2-х тижнів. Для захисту ж новонароджених потрібно лактогенний імунітет. Така стимуляція імунітету з найбільшою ефективністю відбувається після імунізації лімфоїдних органів, асоційованих з травним трактом. Імунізація за допомогою убитих вакцин секреторний імунітет не стимулює, проте було виявлено, що вони здатні посилювати дію живих аттенуірованних вакцин.
Живі аттенуіровані вакцини, отримані з вірусів, які пройшли від 90 до 100 пасажів в клітинній культурі. Вакцини ці були розроблені в Китаї, Японії і Кореї і забезпечують порівняно адекватний рівень захисту, не виключаючи, однак, можливості виділення тваринами вірусу, що зазвичай є критерієм ефективності вакцини. Вакцини цього типу потенційно мають здатність реверсії до вірулентності in vivo. На жаль, подібний побічний ефект спостерігали для однієї з корейських вакцин, приготованою на основі штаму DR13. Від даного вакцинного штаму швидше за все веде своє походження ряд ізолятів вірусу ЕРС, отриманих в Китаї і Кореї після застосування цієї вакцини в поле.
Рекомбінантні живі аттенуіровані вакцини проти вірусів SARS-CoV і MERS-CoV були отримані за допомогою інфекційних кДНК-клонів. Завдяки цим кДНК-клонам стало можливо вносити модифікації в будь-яку область вірусного генома. Згадаймо, що більшість вірусів вірулентніші не тому, що ефективно реплицируются, а з огляду на тканеспеціфіческіе тропізму або ж наявності генів вірулентності. Так, якщо вірус вражає життєво важливі органи (такі, як мозок або серце) або в його геномі закодовані білки, що втручаються в механізми захисту господаря (такі, як інтерферони), то вірус вирулентен. Видалення послідовностей цих генів робить вірус більш уразливим для цих захисних механізмів, тобто роблять його аттенуированного. Дана стратегія дозволила розробити якісні вакцини проти вірусів ТГС і SARS-CoV, в даний час ведуться розробки для вірусу ЕРС. Інфекційні кДНК-клони (тобто копії генома) вірусу ЕРС вбудовуються в плазміди для забезпечення стабільності клонованої ДНК. Плазміди є бактеріальні хромосоми штучного походження. Необхідно вжити заходів обережності для запобігання реверсії вірусу до вірулентності - для цього проводять селекцію вірусів з компенсаторними мутаціями або рекомбінацію з вірулентним польовим штамом.
Оптимальною з точки зору безпеки та ефективності була б вакцина на основі вірусу, здатного до реплікації, але нездатного до поширення по тканинах господаря. Вірус в складі таких вакцин розмножується в тих же осередках, що характерні для дикого вірусу, однак нездатний поширитися навіть в сусідню клітку, що виключає можливість реверсії до вірулентності. Антиген ж виробляється в інфікованих клітинах в кількості, в кілька тисяч разів перевищує початкову. Вакцинний вірус можна буде вирощувати, поставляючи відсутні білки in trans. Такі вакцини безумовно є найбільш ефективними і безпечними, а також забезпечують тривалий імунітет.
На закінчення, слід зазначити, що існує кілька взаємодоповнюючих підходів для отримання безпечних та ефективних вакцин, що захищають здоров'я людини і тварин від емерджентних коронавірусів, однак ефективність і безпеку різних підходів може істотно варіюватися. У разі недоступності високоякісної вакцини слід забезпечити ідеальні умови утримання тварин.