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The Swiss national program for the surveillance of influenza A viruses in pigs and humans: genetic variability and zoonotic transmissions from 2010 – 2022
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English
The Swiss national program for the surveillance of influenza A viruses in pigs and humans: genetic variability and zoonotic transmissions from 2010 – 2022Influenza A viruses (IAV) are likely candidates for pandemics. This report summarizes the results of the Swiss national program for surveillance of influenza viruses in pigs by presenting data on their genetic diversity and on transmissions to humans between 2010 and 2022. Challenges and optimization options in the program are discussed. Nasal swabs or lung tissue samples from pigs with influenza-like signs were screened by real-time RT-PCR for swine influenza virus (SIV) genomes and the human seasonal strain A(H1N1)pdm09; positive samples were subtyped for H1, N1, H3 and N2. In parallel, humans with influenza-like symptoms and recent contact with diseased pigs were asked to sample themselves with a nasal swab. Human swabs were tested for IAV, and positive swabs further subtyped to identify potential cross-species transmission between swine and humans. In the pigs, SIV was detected in 375 of 674 farm visits. H1N1 was the only subtype detected in Swiss pigs so far. The human seasonal strain A(H1N1)pdm09 (Hemagglutinin (HA) clade 1A) was detected in seven out of 375 SIV positive farm visits. Phylogenetic analyses from partial HA and neuraminidase (NA) gene sequences indicate that the remaining pigs were infected with the Eurasian avian lineage (HA clade 1C), which is predominant in swine in Europe. The Swiss H1N1 strains form distinct phylogenetic clusters within HA clades 1C.2.1 and 1C.2.2 and seem to evolve comparably slowly. Infection of humans with SIV was identified in five cases. Sequence similarity analysis assigned the five viruses to the Eurasian avian lineage (C), clades 1C.2.1 and 1C.2.2. There was no evidence for sustained human-to-human transmission. Continued surveillance of influenza viruses at the swine-human interface is of major importance to enable early detection of new IAV subtypes and changes in the epidemiological situation. The authors consider the publication of data from the surveillance program to be essential in order to raise awareness of the disease among both veterinarians and the general public and to supplement existing information on circulating influenza viruses in Europe.
Keywords: human, genetic variability, influenza, surveillance, swine, Switzerland
Deutsch
Das nationale Programm zur Überwachung von Influenza A Viren bei Schweinen und Menschen in der Schweiz: genetische Variabilität und zoonotische Übertragungen von 2010 bis 2022Influenza-A-Viren (IAV) sind wahrscheinliche Kandidaten für Pandemien. Dieser Bericht fasst die Ergebnisse des nationalen Programms zur Überwachung von Influenzaviren bei Schweinen in der Schweiz zusammen und präsentiert Daten zu ihrer genetischen Vielfalt und zur Übertragung auf Menschen zwischen 2010 und 2022. Herausforderungen und Optimierungsmöglichkeiten des Programms werden diskutiert. Nasentupfer oder Lungengewebe von Schweinen mit grippeartigen Anzeichen wurden mittels real-time RT-PCR auf Schweineinfluenzavirus (SIV) und saisonales humanes Influenzavirus A(H1N1)pdm09 untersucht. Positive Proben wurden für H1, N1, H3 und N2 subtypisiert. Parallel dazu wurden Menschen mit Grippesymptomen und kürzlichem Kontakt zu erkrankten Schweinen gebeten, sich selbst mit einem Nasenabstrich zu beproben. Die Abstriche wurden auf IAV getestet, und positive Abstriche wurden weiter subtypisiert, um eine mögliche Übertragung zwischen Schweinen und Menschen zu identifizieren. Bei den Schweinen wurde bei 375 von 674 Betriebsbesuchen SIV nachgewiesen. H1N1 ist der einzige Subtyp, der bisher bei Schweizer Schweinen nachgewiesen wurde. Der saisonale Humanstamm A(H1N1)pdm09 (Hämagglutinin (HA) Klade 1A) wurde bei sieben von 375 SIV-positiven Betriebsbesuchen nachgewiesen. Phylogenetische Analysen von partiellen Hämagglutinin (HA)- und Neuraminidase (NA)-Gensequenzen deuten darauf hin, dass die übrigen Schweine mit dem eurasischen aviären Stamm (HA Klade 1C) infiziert waren, der bei Schweinen in Europa vorherrscht. Die Schweizer H1N1-Stämme bilden innerhalb der HA Kladen 1C.2.1 und 1C.2.2 separate phylogenetische Cluster und scheinen sich vergleichsweise langsam zu entwickeln. In fünf Fällen wurden SIV-Infektionen bei Menschen festgestellt. Eine vergleichende Sequenzanalyse ordnete auch diese fünf Viren der eurasischen aviären Linie (C), Kladen 1C.2.1 und 1C.2.2 zu. Es gab keine Hinweise auf eine anhaltende Übertragung von Mensch zu Mensch. Die weitere Überwachung der Influenzaviren an der Schnittstelle zwischen Schweinen und Menschen ist von grosser Bedeutung, um neue IAV-Subtypen und Veränderungen der epidemiologischen Situation frühzeitig zu erkennen. Die Autorenschaft erachtet die Veröffentlichung von Daten aus dem Überwachungsprogramm als wesentlich, um das Bewusstsein für die Erkrankung sowohl in der Tierärzteschaft als auch in der breiten Öffentlichkeit zu stärken und die bestehenden Informationen zu zirkulierenden Influenzaviren in Europa zu ergänzen.
Schlüsselwörter: human, genetische Variabilität, Influenza, Überwachung, Schwein, Schweiz
Français
Programme national suisse de surveillance des virus de la grippe A chez les porcs et les humains: variabilité génétique et transmissions zoonotiques de 2010 à 2022Les virus de la grippe A (IAV) sont susceptibles de provoquer des pandémies. Ce rapport résume les résultats du programme national suisse de surveillance des virus grippaux chez les porcs en présentant des données sur leur diversité génétique et sur les transmissions à l’homme entre 2010 et 2022. Les défis et les possibilités d’optimisation du programme sont également abordés. Des prélèvements nasaux ou des échantillons de tissu pulmonaire provenant de porcs présentant des symptômes grippaux ont été analysés par RT-PCR en temps réel afin de détecter la présence du génome du virus de la grippe porcine (SIV) et de la souche saisonnière humaine A(H1N1)pdm09 ; les échantillons positifs ont été sous-typisés pour H1, N1, H3 et N2. Parallèlement, les personnes présentant des symptômes grippaux et ayant récemment été en contact avec des porcs malades ont été invitées à effectuer elles-mêmes un prélèvement nasal. Les prélèvements humains ont été testés pour le virus IAV, et les prélèvements positifs ont été sous-typisés afin d’identifier une éventuelle transmission inter espèces entre les porcs et les humains. Chez les porcs, le SIV a été détecté lors de 375 des 674 visites dans des exploitations. Le H1N1 est le seul sous-type détecté à ce jour chez les porcs suisses. La souche saisonnière humaine A(H1N1)pdm09 (clade 1A de l’hémagglutinine (HA)) a été détectée lors de sept des 375 visites dans des exploitations positives au SIV. Les analyses phylogénétiques des séquences partielles des gènes HA et neuraminidase (NA) indiquent que les autres porcs ont été infectés par la lignée aviaire eurasienne (clade HA 1C), qui prédomine chez les porcs en Europe. Les souches H1N1 suisses forment des groupes phylogénétiques distincts au sein des clades HA 1C.2.1 et 1C.2.2 et semblent évoluer à un rythme relativement lent. Cinq cas d›infection humaine par le SIV ont été identifiés. L›analyse de similarité des séquences a permis de classer les cinq virus dans la lignée aviaire eurasienne (C), clades 1C.2.1 et 1C.2.2. Il n›y avait aucune preuve d›une transmission interhumaine durable. La surveillance continue des virus grippaux à l’interface entre les porcs et les humains est d’une importance capitale pour permettre la détection précoce de nouveaux sous-types de virus grippaux et de changements dans la situation épidémiologique. Les auteurs considèrent que la publication des données issues du programme de surveillance est essentielle pour sensibiliser davantage les vétérinaires et le grand public à cette maladie et pour compléter les informations existantes sur les virus grippaux circulant en Europe.
Mots-clés: Humain, variabilité génétique, grippe, surveillance, porc, Suisse
Italiano
Programma nazionale svizzero di sorveglianza dei virus influenzali A nei suini e negli esseri umani: variabilità genetica e trasmissioni zoonotiche (2010–2022)I virus influenzali A (IAV) sono i principali candidati all’origine di future pandemie. Il presente rapporto sintetizza i risultati del programma nazionale svizzero di sorveglianza dei virus influenzali nei suini, con particolare attenzione alla variabilità genetica e alle trasmissioni zoonotiche verificatesi tra il 2010 e il 2022. Vengono inoltre discusse le principali sfide e le prospettive di ottimizzazione del programma. Campioni nasali o di tessuto polmonare provenienti da suini con sintomatologia simil-influenzale sono stati analizzati mediante RT-PCR in tempo reale per la rilevazione dei genomi del virus dell’influenza suina (SIV) e del ceppo umano stagionale A(H1N1)pdm09. I campioni risultati positivi sono stati sottoposti a subtipizzazione per i segmenti H1, N1, H3 e N2. Parallelamente, soggetti umani con sintomi simil-influenzali e con contatto recente con suini infetti sono stati invitati ad effettuare un auto-prelievo nasale. I tamponi umani sono stati testati per la presenza di IAV e, in caso di positività, sottotipizzati per identificare potenziali eventi di trasmissione interspecie tra suini e uomo. Nei suini, il SIV è stato rilevato in 375 delle 674 visite effettuate negli allevamenti. Finora, in Svizzera è stato riscontrato esclusivamente il sottotipo H1N1. Il ceppo umano stagionale A(H1N1)pdm09 (clade dell’emoagglutinina HA 1A) è stato identificato in sette delle 375 visite positive per SIV. Le analisi filogenetiche delle sequenze parziali dei geni dell’emoagglutinina (HA) e della neuraminidasi (NA) hanno indicato che i restanti suini erano infettati dal lignaggio aviario eurasiatico (clade HA 1C), predominante nei suini europei. I ceppi svizzeri H1N1 si raggruppano in cluster filogenetici distinti all’interno dei cladi HA 1C.2.1 e 1C.2.2, mostrando un’evoluzione relativamente lenta. L’infezione umana da SIV è stata documentata in cinque casi. L’analisi di similarità delle sequenze ha attribuito i cinque virus al lignaggio aviario eurasiatico (clade 1C), con appartenenza ai cladi 1C.2.1 e 1C.2.2. Non sono emerse evidenze di trasmissione sostenuta da uomo a uomo. La sorveglianza continua dei virus influenzali all’interfaccia suino-uomo riveste un’importanza cruciale per consentire l’individuazione precoce di nuovi sottotipi di IAV e per rilevare tempestivamente cambiamenti nel quadro epidemiologico. Gli autori ritengono che la pubblicazione dei dati del programma di sorveglianza sia essenziale per sensibilizzare sia i veterinari che il pubblico in generale sulla malattia e per integrare le informazioni esistenti sui virus influenzali circolanti in Europa.
Parole chiavi: Uomo, variabilità genetica, influenza, sorveglianza, suino, Svizzera
