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Journal Schweiz Arch Tierheilkd  
Verlag GST  
Heft Band 161, Heft 2,
Februar 2019
 
ISSN (print) 0036-7281  
ISSN (online) 1664-2848  
online seit 31 Januar 2019  
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Wissenschaft | Science

Diagnostic response to a cross-border challenge for the Swiss caprine arthritis encephalitis virus eradication program

E. De Martin1,2,3, A. Golomingi1,2, M.-L. Zahno1,2, J. Cachim4, E. Di Labio5, L. Perler5, C. Abril1,2, R. Zanoni1,2, G. Bertoni1,2
1Institute of Virology and Immunology, Bern & Mittelhäusern, Switzerland, 2Department of Infectious Diseases and Pathobiology, Vetsuisse Faculty, University of Bern, 3Graduate School for Cellular and Biomedical Sciences, University of Bern, 4Santé animale, Département de l’économie, de l’innovation et du sport (DEIS) Direction générale de l’agriculture, de la viticulture et des affaires vétérinaires (DGAV), Epalinges, Switzerland;, 5Federal Food Safety and Veterinary Office FSVO, Bern

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Abstracts: English - Deutsch - Français - Italiano

English

Diagnostic response to a cross-border challenge for the Swiss caprine arthritis encephalitis virus eradication program

Animal trading between countries with different small ruminant lentivirus infectious status is a potential danger for the reintroduction of eradicated genotypes. This was the case in 2017 with the importation of a large flock of seropositive goats into Switzerland. The handling of this case permitted us to test the preventive measures in place. The coordination between the local veterinarian and the cantonal and federal veterinary authorities worked efficiently and rapidly involved the national reference center in the investigations. This case posed a challenge for the reference center and enabled scrutiny of the applied diagnostic tests. ELISA and western blot provided consistent results and pointed to an unusually high infection rate in the flock. This was confirmed by the isolation of several viruses from different organs and cells, demonstrating that the spleen is particularly well suited for isolation of small ruminant lentiviruses. The SU5-ELISA, designed to predict the subtype of the infecting virus, correctly pointed to a B1 subtype as the infectious agent. We confirmed that with this test it is necessary to analyze a representative number of samples from a flock and not just individual sera to obtain reliable results. This analysis permitted us to identify particular amino acid residues in the SU5 peptides that may be crucial in determining the subtype specificity of antibody binding. Different gag-pol and env regions were amplified by PCR using primers designed for this purpose. The phylogenetic analysis revealed a surprisingly high heterogeneity of the sequences, pointing to multiple infections within single animals and the entire flock. In conclusion, this case showed that the defense of the CAEV negative status of the Swiss goat population with respect to the virulent, prototypic B1 subtype of small ruminant lentiviruses, requires, among other measures, a diagnostic facility capable of performing a thorough analysis of the collected samples.

Keywords: small ruminant lentiviruses, SRLV, CAEV, diagnostic, phylogenetic analysis, outbreak.

Deutsch

Kontrolltechnische Herausforderungen und diagnostische Massnahmen zum Erhalt des Caprinen-Arthritis-Enzephalitis-Virus freien Status in der Schweiz

Der Tierhandel mit kleinen Wiederkäuern zwischen Ländern mit unterschiedlichem Lentivirus-Status ist eine potenzielle Gefahr für die Wiedereinführung von ausgerotteten Virus Genotypen. Im Jahre 2017 wurden mehrere Ziegen in die Schweiz eingeführt, die seropositiv auf das Caprine Arthritis-Encephalitis Virus (CAEV) testeten. Dieser Fall erprobte die vorbeugenden Maßnahmen. Im vorliegenden Fall funktionierte die Koordinierung zwischen dem betreuenden Tierarzt und den kantonalen und bundesstaatlichen Veterinärbehörden effizient und das nationale Referenzzentrum wurde rasch in die Ermittlungen involviert. Die Umsetzung der präventiven Massnahmen stellten das Referenzzentrum vor eine Herausforderung, aber ermöglichte auch die Überprüfung der angewandten Diagnosetests. ELISA und Western Blot auf CAEV lieferten konsistente Ergebnisse und wiesen auf eine ungewöhnlich hohe Infektionsrate in der Herde hin. Dies wurde durch die Isolierung mehrerer Viren aus verschiedenen Organen und Zellen bestätigt. Es zeigte sich, dass die Milz sich besonders gut für die Isolierung von kleinen Wiederkäuer-Lentiviren eignet. Der SU5-ELISA, der zur Vorhersage des Subtyps des infizierenden Virus entworfen wurde, wies korrekterweise auf einen B1-Subtyp als Infektionserreger hin. Es zeigte sich, dass bei diesem Test eine repräsentative Anzahl von Proben aus einer Herde und nicht nur einzelne Seren analysiert werden müssen, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Diese Analyse erlaubte es bestimmte Aminosäurereste in den SU5-Peptiden zu identifizieren, die für die Bestimmung der Subtypspezifität der Antikörperbindung entscheidend sein können. Unter Verwendung von für diesen Zweck entwickelten Primern konnten verschiedene gag-pol- und env-Regionen durch eine PCR amplifiziert. Die phylogenetische Analyse zeigte eine überraschend hohe Heterogenität der Sequenzen, was auf mehrere Infektionen innerhalb einzelner Tiere und der gesamten Herde hinweist. Zusammenfassend zeigte dieser Fall, dass der Erhalt des CAEV – Negativstatus der Schweizer Ziegenpopulation in Bezug auf den virulenten, prototypischen B1 – Subtyp von kleinen Wiederkäuer – Lentiviren neben anderen Massnahmen eine diagnostische Einrichtung erfordert, die eine gründliche Analyse der Proben ermöglicht.

Schlüsselwörter: kleine Wiederkäuer-Lentiviren, SRLV, CAEV, Diagnostik, phylogenetische Analyse, Ausbruch

Français

Réponse diagnostique à un défi transfrontalier pour le programme suisse d’éradication du virus de l’arthrite encéphalite-encéphalite caprine

Le commerce d’animaux entre pays où le statut infectieux des lentivirus des petits ruminants est différent constitue un danger potentiel pour la réintroduction de génotypes éradiqués. Ce fut le cas en 2017 avec l’importation d’un grand troupeau de chèvres séropositives en Suisse. Le traitement de cette affaire nous a permis de tester les mesures préventives mises en place. La coordination entre le vétérinaire local et les autorités vétérinaires cantonales et fédérales a été efficace et a impliqué rapidement le centre de référence national dans les enquêtes. Ce cas a constitué un défi pour le centre de référence et a permis d’examiner de près les tests de diagnostic appliqués. Les tests ELISA et Western blot ont fourni des résultats cohérents et ont mis en évidence un taux d’infection anormalement élevé dans le troupeau. Cela a été confirmé par l’isolement de plusieurs virus provenant d’organes et de cellules différents, démontrant que la rate est particulièrement bien adaptée à l’isolement des lentivirus des petits ruminants. Le SU5-ELISA, conçu pour prédire le sous-type du virus infectant, désignait correctement un sous-type B1 en tant qu’agent infectieux. Nous avons confirmé qu’avec ce test, il était nécessaire d’analyser un nombre représentatif d’échantillons d’un troupeau et pas seulement des sérums individuels pour obtenir des résultats fiables. Cette analyse nous a permis d’identifier des résidus d’acides aminés particuliers dans les peptides SU5 qui pourraient jouer un rôle crucial dans la détermination de la spécificité de sous-type de la liaison à l’anticorps. Différentes régions gag-pol et env ont été amplifiées par PCR en utilisant des amorces conçues à cet effet. L’analyse phylogénétique a révélé une hétérogénéité étonnamment élevée des séquences, indiquant de multiples infections chez les animaux isolés et dans l’ensemble du troupeau. En conclusion, cette affaire a montré que la défense du statut négatif CAEV de la population de chèvres suisses vis-à-vis du virus virulent, sous-type B1 des lentivirus des petits ruminants, nécessite, entre autres mesures, un système de diagnostic capable d’effectuer une analyse approfondie des échantillons collectés.

Mots-clés: lentivirus des petits ruminants, SRLV, CAEV, diagnostic, analyse phylogénétique, épizootie.

Italiano

Risposta diagnostica transfrontaliera per il programma svizzero di eradicazione dell’artrite encefalite virale caprina

Il commercio di animali tra paesi con diversi stati di indennità da lentivirus dei piccoli ruminanti (SRLV) è un potenziale pericolo per la reintroduzione di genotipi eradicati. Questo è avvenuto nel 2017, in seguito all’importazione di un gregge di capre sieropositive in Svizzera. La gestione di questo caso ha permesso di testare le misure preventive in vigore. Il coordinamento tra il veterinario locale e le autorità veterinarie cantonali e federali ha funzionato in modo efficiente, con un rapido coinvolgimento del centro di referenza nazionale. Questo caso ha rappresentato una sfida per il centro di referenza e ha permesso di verificare i test diagnostici applicati. Il test ELISA e il Western Blot hanno fornito risultati coerenti e hanno evidenziato un tasso di infezione insolitamente elevato nel gregge. Ciò è stato confermato dall’isolamento di numerosi virus da cellule e diversi organi, tra i quali la milza si è dimostrata particolarmente adatta all’isolamento di SRLV. Il test ELISA-SU5, volto a identificare il sottotipo del virus infettante, ha correttamente identificato come agente eziologico un sottotipo B1. Abbiamo inoltre constatato che, per ottenere risultati affidabili con questo test, è necessario analizzare un numero rappresentativo di campioni, e non singoli animali. Questa analisi ci ha permesso di identificare particolari residui di amminoacidi nei peptidi SU5, determinanti la specificità di reazione tra i vari sottotipi e i relativi anticorpi. Diverse regioni Gag, Pol e Env sono state amplificate mediante PCR utilizzando primers appositamente disegnati. ­L’analisi filogenetica ha rivelato un’elevata eterogeneità di sequenze, indice di infezioni multiple sia a livello di gregge che di singoli animali. In conclusione, questo caso ha dimostrato che la difesa dello stato CAEV-negativo della popolazione caprina svizzera richiede, per quanto concerne il sottotipo B1 (un prototipo virulento di SRLV), tra le altre misure, una struttura diagnostica in grado di effettuare un’analisi approfondita dei campioni raccolti.

Parole chiavi: lentivirus nei piccoli ruminanti, SRLV, CAEV, diagnostica, analisi filogenetiche, focolaio.

 
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