Influenza A-virus (IAV) er en af ​​de mest intensivt undersøgte zoonoser på grund af den alvorlige globale dødelighed og de økonomiske omkostninger, der er forbundet med pandemier af influenza. Ud over årlige epidemier forekommer pandemier sporadisk, når en ny IAV-virus hopper til mennesker fra en dyrevært.

Nidia, S. Trovão, NIH
Martha Nelson
Martha I. Nelson, NIH

Vilde vandfugle er længe blevet betragtet som den vigtigste risikofaktor, men der er nu sikre tegn på, at pattedyr er ved at opstå som vigtige reservoirer. I denne artikel beskriver to forskere, Nidia S.Trovão og Martha I. Nelson, fra amerikanske NIH, National Institutes of Health i Maryland, hvordan moderniseringen af ​​svineproduktionen i det sidste halve århundrede har givet IAV’er nye muligheder for at etablere sig i svin globalt, hvilket resulterede i den første dødbringende influenzapandemi med oprindelse i svin i 2009. Den vurderes at have kostet 500.000 menneskeliv over hele kloden.

En vigtig lektie er, at landskabet med pandemiske risici ikke er statisk, men ændres konstant som reaktion på demografiske ændringer i værtspopulationer. Det betyder, at når svineindustrien ændrer sine produktionsforhold, f.eks. en omlægning fra slagtesvin til levende småsvin til eksport, så ændrer risici for pandemisk smitteudvikling sig også. Det er derfor vigtigt at spore, hvordan ændringer i økonomien og den globale handel påvirker nærkontakter, sygdomsdynamik og pandemirisiko blandt husdyr og andre dyr.

“Når svin flyver” er en talemåde for at sige, at noget aldrig vil ske. Udtrykket bruges ofte humoristisk for at spotte overambitiøse personer eller projekter. Der er adskillige variationer over temaet. Når en person med et ry for fiasko endelig lykkes med noget, kan tilskuere sarkastisk hævde at se et flyvende svin: “Hejsa! Et flyvende svin!” Andre variationer af sætningen kan være: “Og svin vil flyve”, som et udtryk for noget, der aldrig vil kunne lade sig gøre. Udtrykket er populært i ordsprog og talemåder og kan tilføje noget skævt eller skørt til en tekst eller tale.

Kan svin flyve?

I århundreder blev tamsvin (Sus scrofa domesticus) opdrættet på traditionelle småbedrifter, der ikke kunne holde liv i en IAV-transmission, dvs. en smittekæde. Mens heste og mennesker ofte rejste inden for og mellem byområder og forårsagede tilbagevendende udbrud af influenza hos begge arter helt tilbage i det 13. århundrede, så blev influenzavirus ikke rodfæstet i noget lands svinepopulation før i 1918, hvor den spanske influenza H1N1-pandemivirus var blevet overført fra mennesker til svin i USA. H1N1-virus cirkulerede derefter i amerikanske svin i det meste af det 20. århundrede uden at udvikle sig væsentligt eller forårsage alvorlige sygdomsudbrud eller udvikle sig endemisk hos svin i andre lande.

Figur (B) Sådan voksede den globale handel (udtrykt i US $) med levende dyr mellem alle lande i perioden 1961 til 2017 (data tilgængelige fra FAOSTAT)

Men i de sidste årtier af det 20. århundrede har strukturudviklingen haft dybtgående virkninger på sygdomsdynamikken. Skiftet fra mange små svinehold til færre men stadig større og mere effektive produktionssystemer har skabt noget nær perfekte rugekasser for virus.

Forbedret biosikkerhed i form af forbedret kontrol med vigtige sygdomskim, såsom svinekolera er blevet indført med succes, men moderne produktionssystemer kræver ofte, at svin transporteres over lange afstande mellem flere virksomheder, der er specialiseret i forskellige vækstfaser, hvilket letter spredningen af ​​IAV i svin (IAV-S almindeligvis kendt som svineinfluenza) og andre sygdomskim, der ikke specifikt er målsat til udryddelse.

For eksempel er det mere effektivt for mange store avlsfabrikker (CAFO’s) i det sydlige USA at transportere opfedningssvin til Midwestens “majsbælte” end at transportere de store mængder majsfoder tilbage til syd. I 2000’erne transporterede lastbiler millioner af levende svin over lange afstande over hele Nordamerika, hvilket øgede spredningen af ​​svinevirus langs disse etablerede “svineveje”.

Derudover fløj stadig flere svin mellem kontinenterne (figur 1B og 1C). For at imødekomme efterspørgslen fra den voksende middelklasse på animalsk protein importerede mange lande mere produktive søer som avlsgrise med forbedret genetik fra Nordamerika og Europa. Importerede svin skal erklæres fri for visse patogener, såsom afrikansk svinepest (ASF) eller mund- og klovesyge (MKS). Imidlertid testes der ikke rutinemæssigt for influenza virus, og mange lande sætter heller ikke dyrene i karantæne, hvilket øger langdistancespredningen af ​​IAV-S.

Den globale fordeling og tæthed af svinepopulationer (ca. 1 milliard dyr) er afbildet af punkter skyggefuldt langs en gradient fra lyserød (1 til 5 svin pr. km2) til sort (mere end 250 svin pr. km2). Linjer med pile viser retningen og volumen af handelsruter (udtrykt i US $) for levende svin, opsummeret efter region og over tidsperioden 1996 til 2012. Handelsdata tilgængelige fra FN’s Comtrade Database. Digitale lag fra GLW (version 2.01) [38] blev downloadet fra den offentligt tilgængelige Livestock Geo-Wiki-database. FAOSTAT, Food and Agriculture Organization Statistical Database (United Nations); GLW, Gridded Livestock of the World.
Ved hjælp af genetiske sekvenser af IAV-S indsamlet i forskellige lande over tid kan retning og timing af virale bevægelser udledes fra de evolutionære forhold, der er afbildet på fylogenetiske ”træfigurer”. Disse afbildninger afslører, hvordan international handel med levende svin i 1990’erne og 2000’erne gjorde det muligt at sprede IAV-S over lange afstande mellem handelspartnere og skabe den globale rumlige fordeling af IAV-S-slægter, der observeres i dag. Mange lande i Asien importerer svin fra forskellige kontinenter (figur 1C), der introducerer flere forskellige virusslægter og skaber mulighed for øget genetisk mangfoldighed. Ved udgangen af ​​årtusindet gjorde IAV-S’s høje genetiske og antigene mangfoldighed det til en af ​​de mest uovervindelige sygdomme for svineproducenter i USA og i de fleste svineproducerende lande.

(A) Afledte rumlige bevægelser af den største eurasiske afstamning af IAV-S (aviærlignende eurasisk H1N1) mellem lande, udledt fra et tidsskaleret MCC-træ i N1-segmentet. Linjer repræsenterer generelle bevægelsesretninger udledt af tilgængelige genetiske data, og faktiske stier kan variere og omfatte ikke-stikprøve placeringer. (B) Hændelser med genomisk omplacering mellem de tre svinestammer, der producerede 2009 H1N1-pandemivirus. Vandrette søjler repræsenterer de otte individuelle segmenter af IAV-genomet, bestilt fra længste (PB2, 2.277 nukleotider) til korteste (NS, 890 nukleotider). HA, hæmagglutinin; IAV, influenza A-virus; IAV-S, IAV af svin; MCC, maksimal troværdighed MP, matrixprotein; NA, neuraminidase; NP, nukleoprotein; NS, ikke-strukturelt protein; PA, surt protein i protein; PB1, polymerase basisk protein 1; PB2, polymerase basisk protein 2.

Hvordan udviklede den første pandemi-virus sig med svin som oprindelse?

Det er i sagens natur vanskeligt at forudsige, hvornår og hvor en pandemisk virus vil udvikle sig. Pandemiske vira har en sjælden kombination af egenskaber, herunder overfladeproteiner fra animalsk oprindelse, der er antigenisk divergerende fra humane vira og dermed undgår immundetektion, mens de bevarer evnen til at replikere og transmittere hos mennesker.

Modsat hvad der ofte påstås, stammer influenza A-pandemier ikke fra de vilde dyr eller fra de små familiegårde. Det er en voksende interkontinental handel med levende dyr og sæd og de stadig større fabriksanlæg med husdyr, der udgør rugekasserne for fremtidens pandemier. Og ja – svin kan flyve… Foto: HØM, Folkemødet 2013

Udviklingen af ​​en sådan variant lettes ved en proces kaldet “reassortment”, hvor hele segmenter af IAV-genomet udveksles mellem vira, der inficerer en værtscelle, og indsætter gener hurtigt i forskellige genetiske baggrunde (figur 2B). Reassorterende vira er derfor mere tilbøjelige til at udvikle sig på steder, hvor flere forskellige viruslinjer mødes hos hinanden og i værter med høj kapacitet til omplacering, såsom hos vilde fugle, fjerkræ og svin. Pandemi virus fra 1957 (H2N2), 1968 (H3N2) og 2009 (H1N1) var alle reassortanter med blandede genomer afledt af flere slægter. 2009-pandemien var den første, der opstod i den genomiske æra og kunne levere sekvensdata i stor skala til forskningen for at forstå, hvordan globaliseret svineproduktion og virusmigration over lange afstande bidrager til udviklingen af ​​nye reassortante virus.

Pandemien i 2009 demonstrerede tydeligt både de nye muligheder men også de vedvarende begrænsninger for udbrudsundersøgelser i den genomiske æra. Genetisk sekventering af de første H1N1-pandemiske vira, der blev isoleret fra mennesker i april 2009, fastslog hurtigt, at det reassorterende virus bestod af tre genetiske slægter af svin (Fig. 2B). Oprindelseslandet var imidlertid ukendt på grund af geografiske huller i IAV-S-overvågningen. Mange lande betragtede ikke IAV-S som en vigtig klinisk sygdom, men 2009-pandemien stimulerede en udvidelse af IAV-S-forskningen i mange lande og udfyldte hullerne i vores viden om IAV-S-mangfoldighed og udvikling på global skala.

Udvidet overvågning i Mexico afslørede, hvordan IAV-S-mangfoldigheden udvidede sig i 1990’erne og 2000’erne, hvor svin blev importeret fra Europa og USA, idet de tre IAV-S-slægter blev introduceret, der blev i stand til at generere pandemivirus. Fremadrettet kan handelsstrømmene identificere andre lande, der importerer levende svin (og potentielt IAV-S) fra flere regioner og skaber større risiko for at generere nye reassorterende virus med potentiale for kommende pandemier.

Hør udsendelsen her.

Et udestående spørgsmål er de specifikke omstændigheder, hvor 2009 H1N1-virus overføres fra svin til mennesker. Både IAV-S-sekvensdata og epidemiologiske data hos mennesker understøtter transmission fra svin til menneske, der forekommer i det centrale Mexico. På det tidspunkt, hvor de første menneskelige tilfælde blev opdaget ved overvågning, havde virus imidlertid allerede diversificeret sig genetisk, hvilket var tegn på transmission hos mennesker i flere måneder. Der er flere udfordringer for at forstå grænsefladen mellem mennesker og dyr for IAV’er: Der er behov for koordinering mellem dyresundhed og folkesundhedsundersøgelser, værtsafbrydernes genomik er for kompleks til nøjagtigt at forudsige zoonotisk potentiale ud fra genetisk sekvens alene, og mindre udbrud kan være sjældne og vanskelige at opdage via traditionelle former for virologisk overvågning, især i udviklingslande.

Visited 17 times, 6 visit(s) today

Skriv en kommentar