| Journal | Schweiz Arch Tierheilkd | |
| Verlag | GST | |
| Heft | Band 164, Heft 1, Januar 2022 |
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| ISSN (print) | 0036-7281 | |
| ISSN (online) | 1664-2848 | |
| online seit | 03 Januar 2022 |
Wissenschaft | Science
Vector competence of Culicoides biting midges from Switzerland for African horse sickness virus and epizootic haemorrhagic disease virus
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English
Vector competence of Culicoides biting midges from Switzerland for African horse sickness virus and epizootic haemorrhagic disease virusCulicoides biting midges unexpectedly arose in Europe as highly efficient vectors of bluetongue virus in the epidemics that started in the Netherlands in 2006. They are known vectors of other orbiviruses, such as African horse sickness (AHSV) and epizootic haemorrhagic disease viruses (EHDV), which are not endemic to Europe. We investigated whether Culicoides occurring in Switzerland at two altitudes (Swiss Plateau, 650 meters above sea level [masl]; and pre-alpine, 2,130 masl) can act as vectors for AHSV and EHDV (two strains each). Biting midges were collected from farms, allowed to feed on virus-spiked blood meals through an artificial membrane in the laboratory and incubated for eight days under two temperature regimes (22 ± 6 °C or 26 ± 6 °C) reflecting a summer day or a hot spell on the Swiss Plateau. Vector competence was assessed from head homogenates by RT-qPCR and virus isolation. Overall, over 15,000 biting midges were exposed to any one of the four viruses. Fully disseminated infections were identified for all four virus strains in 14 individuals (6 C. obsoletus, 8 C. scoticus, as identified by MALDI-TOF mass spectrometry), all originating from the Swiss Plateau, by RT-qPCR. Viable virus could be isolated from 8 of these specimens. Dissemination rates ranged from 1–5%. No viral dissemination was observed in biting midges from the high altitude, predominantly belonging to the species C. grisescens, which were only investigated at the high temperature regime. However, a multivariable logistic regression model revealed no statistical difference in the dissemination rates based on the origin of midges (altitude), virus strain or temperature regime. Thus, AHDV and EHDV transmission is feasible on the Swiss Plateau but unlikely in the pre-alpine area by considering vector abundance. Ways of potential virus introduction include illegal animal movement but also long-distance wind-dispersal of infectious Culicoides.
Keywords: Cattle, cervids, horses, orbivirus introduction, pre-alpine area, Swiss plateau
Deutsch
Vektorkompetenz von Culicoides Gnitzen aus der Schweiz für das Virus der Afrikanischen Pferdepest und das Virus der Epizootischen Hämorrhagischen KrankheitDie Gnitzen der Gattung Culicoides traten in Europa unerwartet als hocheffiziente Überträger des Blauzungenkrankheitsvirus auf in der Epidemie, die 2006 in den Niederlanden begann. Sie sind auch Überträger anderer Orbiviren, wie z. B. der Erreger der Afrikanischen Pferdepest (AHSV) und der Epizootischen Hämorrhagischen Krankheit (EHDV), die in Europa nicht endemisch sind. Wir untersuchten, ob Culicoides, die in der Schweiz in zwei Höhenlagen vorkommen (Schweizer Mittelland, 650 m ü. M.; Voralpen, 2 130 m ü. M.), als Vektoren für AHSV und EHDV (jeweils zwei Stämme) fungieren können. Die Gnitzen wurden auf landwirtschaftlichen Betrieben gesammelt, im Labor durch eine künstliche Membran mit virusversetztem Blutmahl gefüttert und acht Tage lang bei zwei Temperaturregimes (22 ± 6 °C oder 26 ± 6 °C) inkubiert, welche einen Sommertag oder eine Hitzeperiode im Schweizer Mittelland widerspiegeln. Die Vektorkompetenz wurde durch RT-qPCR und Virusisolierung aus homogenisierten Gnitzen-Köpfen bestimmt. Insgesamt wurden über 15,000 Gnitzen einem der vier Viren ausgesetzt. Bei 14 Individuen (6 C. obsoletus, 8 C. scoticus, identifiziert durch MALDI-TOF-Massenspektrometrie), die alle aus dem Schweizer Mittelland stammten, wurden für alle vier Virusstämme vollständig disseminierte Infektionen festgestellt durch RT-qPCR. Lebensfähige Viren konnten aus 8 dieser Insekten isoliert werden. Die Disseminationsraten reichten von 1–5%. Bei den Gnitzen aus der höheren Lage, die überwiegend zur Art C. grisescens gehören und nur mit dem hohen Temperaturregime untersucht wurden, wurde keine Virusinfektion festgestellt. Ein multivariables logistisches Regressionsmodell ergab jedoch keinen statistischen Unterschied in den Infektionsraten in Abhängigkeit von der Herkunft der Gnitzen (Höhe), dem Virusstamm oder dem Temperaturregime. Somit ist eine Übertragung von AHDV und EHDV im Schweizer Mittelland möglich, im Voralpengebiet jedoch unwahrscheinlich, wenn man die Häufigkeit der Vektoren mitberücksichtigt. Mögliche Wege der Viruseinschleppung sind illegale Tierverbringungen, aber auch die Windverbreitung infektiöser Culicoides über weite Distanzen.
Schlüsselwörter: Rinder, Hirsche, Pferde, Orbivirus-Einschleppung, Voralpengebiet, Schweizer Mittelland
Français
Compétence vectorielle des moucherons culicoïdes de Suisse en ce qui concerne le virus de la peste équine et le virus de la maladie hémorragique épizootiqueLes moucherons culicoïdes sont apparus de manière inattendue en Europe en tant que vecteurs très efficaces du virus de la fièvre catarrhale du mouton lors des épidémies qui ont commencé aux Pays-Bas en 2006. Ils sont des vecteurs connus d’autres orbivirus, tels que la peste équine (AHSV) et la maladie à virus hémorragique épizootique (EHDV), qui ne sont pas endémiques en Europe. Nous avons cherché à savoir si les culicoïdes présents en Suisse à deux altitudes (Plateau suisse, 650 mètres au-dessus du niveau de la mer et Préalpes, 2130 mètres au-dessus du niveau de la mer) peuvent agir comme vecteurs pour l’AHSV et l’EHDV (deux souches chacune). Des moucherons piqueurs ont été collectés dans des élevages, laissés se nourrir de repas de sang contaminé par le virus à travers une membrane artificielle en laboratoire et incubés pendant huit jours sous deux régimes de température (22 ± 6 °C ou 26 ± 6 °C) reflétant une journée d’été ou une vague de chaleur sur le plateau suisse. La compétence vectorielle a été évaluée à partir d’homogénats de tête par RT-qPCR et isolement du virus. Dans l’ensemble, plus de 15 000 moucherons piqueurs ont été exposés à l’un des quatre virus. Des infections entièrement disséminées ont été identifiées pour les quatre souches virales chez 14 individus (6 C. obsoletus, 8 C. scoticus, identifiés par spectrométrie de masse MALDI-TOF), tous originaires du plateau suisse, par RT-qPCR. Le virus viable a pu être isolé à partir de 8 de ces échantillons. Les taux de diffusion allaient de 1 à 5 %. Aucune dissémination virale n’a été observée chez les moucherons piqueurs de haute altitude, appartenant majoritairement à l’espèce C. grisescens, qui n’ont été étudiées qu’au régime de haute température. Cependant, un modèle de régression logistique multivariable n’a révélé aucune différence statistique dans les taux de dissémination en fonction de l’origine des moucherons (altitude), de la souche virale ou du régime de température. Ainsi, la transmission de l’AHDV et de l’EHDV est possible sur le plateau suisse mais peu probable dans la zone préalpine en considérant l’abondance des vecteurs. Les voies d’introduction potentielle du virus comprennent les déplacements illégaux d’animaux, mais aussi la dispersion par le vent sur de longues distances de culicoïdes infectieux.
Mots-clés: bovins, cervidés, chevaux, introduction orbivirus, zone préalpine, plateau suisse
Italiano
Competenza del vettore moscerino Culicoides in Svizzera per il virus della peste equina africana e il virus della malattia emorragica epizooticaI moscerini Culicoides sono apparsi improvvisamente in Europa come vettori altamente efficienti del virus della malattia della lingua blu nelle epidemie cominciate nel 2006 nei Paesi Bassi. Essi sono vettori ben conosciuti di altri orbivirus come il virus della peste equina (AHSV) e il virus della malattia emorragica epizootica (EHDV) che non sono endemici in Europa. Lo scopo di questo studio era di esaminare se i Culicoides presenti in Svizzera a due altitudini (Altopiano svizzero, 650 metri s.l.m. e regione delle Prealpi, 2130 metri s.l.m.) possono agire in quanto vettori per il AHSV e il EHDV (2 ceppi ciascuno). I moscerini sono stati raccolti in fattorie, nutriti in laboratorio con pasti di sangue contaminato dal virus attraverso una membrana artificiale e incubati per otto giorni a due differenti condizioni di temperatura (22 ± 6 °C oppure 26 ± 6 °C) che riproducevano un giorno estivo o un periodo di grande caldo sull’Altopiano svizzero. La competenza del vettore è stata determinata dagli omogenati delle teste di moscerino con la RT- qPCR e con l’isolamento del virus. In generale, più di 15 000 moscerini sono stati esposti a uno qualsiasi dei quattro virus. Sono state identificate delle infezioni completamente diffuse per tutti e quattro i ceppi virali mediante RT-qPCR in 14 esemplari (6 C. obsoletus, 8 C. scoticus, identificati dalla spettrometria di massa MALDI-TOF), tutti provenienti dall’Altopiano svizzero. Si sono isolati virus vitali da 8 di questi insetti. I tassi di diffusione si situavano tra 1–5 %. Nessuna infezione virale è stata osservata nei moscerini ad alta quota, che appartengono prevalentemente alla specie C. grisescens, e che sono stati studiati solo in condizioni di alta temperatura. Tuttavia, il modello di regressione logistica multivariabile non ha rilevato nessuna differenza statistica dei tassi di diffusione sulla base dell’origine dei moscerini (altitudine), ceppo del virus o condizioni di temperatura. Quindi la trasmissione del AHDV e del EHDV è possibile nell’Altipiano svizzero ma improbabile nella regione delle Prealpi a causa della frequenza dei vettori. Le vie per un’introduzione potenziale del virus includono i movimenti illegali di animali e la dispersione eolica su grandi distanze dei Culicoides infetti.
Parole chiavi: bovini, cervidi, cavalli, introduzione degli orbivirus, regione delle Prealpi, Altopiano svizzero
