Elektronmikroskopisk bild på hästinfluensavirus. Viruset på bilden är det som orsakade hästinfluensa på Solvalla 1979 och virusstammen heter därför

Transkript

1 Elektronmikroskopisk bild på hästinfluensavirus. Viruset på bilden är det som orsakade hästinfluensa på Solvalla 1979 och virusstammen heter därför Solvalla/79.

2 Virussjukdomar hos häst BERNDT KLINGEBORN Virusabort, influensa och virusarterit tre virusorsakade sjukdomar som på olika sätt vållar problem inom hästsporten. De ekonomiska konsekvenserna av sjuka hästar, föl som aborteras och isolerade stallar där hästarna inte kan tränas och tävlas är mycket stora. Här beskrivs vad de svenska forskarna kommit fram till. Virusforskningens historia Tidigt i Sverige satsades forskningsmedel på att finna ny kunskap om virusinfektioner hos häst. Redan 1969 inrättades en grupp vid avdelningen/institutionen för virologi, Statens Veterinärmedicinska Anstalt (SVA) och Veterinärhögskolan (från 1977 Sveriges lantbruksuniversitet, SLU). Gruppen bestod av en forskare och laboratoriepersonal under ledning av Zvonimir Dinter som var den förste innehavaren av professuren i virologi, vilken inrättades Gruppen studerade ekvint herpesvirus 1 (abortvirus) med inriktning på karakterisering av levande vaccinstammar och "vilda" sjukdomsframkallande stammar. Medel för denna forskning kom till stora delar från Svenska Travsällskapet, Veterinärhögskolan, SVA och Jordbrukets Forskningsråd. I Sverige var en sådan målmedveten satsning på hästens virussjukdomar någonting helt nytt och detta var starten för uppbyggnaden av en internationellt sett högkvalitativ forskning inom området. Idag finns en etablerad forskning på främst hästens arteritvirus och influensavirus i Sverige. Stödet från ATGs forskningskommitté till åtskilliga projekt rörande hästens virussjukdomar har i stort varit kontinuerligt sedan det skapades för drygt 20 år sedan och är och har varit ovärderligt för den kunskap vi idag har inom området. Det går inte att beskriva i detalj resultaten av alla de projekt som tilldelats anslag, utan koncentreras till beskrivningen av resultaten av tre forskningsområden: ekvina herpesvirus, ekvint influensavirus samt ekvint arteritvirus. Ekvina herpesvirus Ekvina (hästens) herpesvirus finns i fyra varianter och orsakar bland annat s k virusabort, övre luftvägsinfektion och centralnervösa störningar. Den forskning som har bedrivits på främst ekvint herpesvirus 1 (EHV-1) har inriktats på att bygga upp kunskap om vacciner, virus sjukdomsframkallande förmåga och nya tekniker för att påvisa infektion med ekvina herpesvirus. I den tidiga forskningen under 1970-talet inriktades ansträngningarna mot att karakterisera vaccinstammar och bedöma befintliga vacciners kvalitet, både levande och avdödade vacciner. Resultaten var inte så upplyftande då inte något vaccin gav ett fullgott skydd mot övre luftvägssjukdom, abort eller förlamning (pares). Än idag finns det inte ett bra vaccin, men många internationella forsknings-

3 grupper arbetar med frågeställningen. Redan 1970 arbetade den svenska forskningsgruppen med uppgiften att finna s k markörer hos vaccinvirus. Tanken var att finna en egenskap hos vaccinvirus som inte delades av andra "vilda" virusstammar (de stammar som orsakar sjukdom). Först på 1990-talet blev vaccinstammar med markörer ett krav för vacciner mot ett flertal sjukdomar såsom pseudorabies, infektiös bovin rhinotrakeit och klassisk svinpest. I de sistnämnda fallen kopplas markörsystemen till diagnostiska system, där man i ett blodprov från djuret kan påvisa om befintliga antikroppar är orsakade av vaccination och/eller av en naturlig smitta med "vilt" virus. Djur som är vaccinerade kan också infekteras med "vilt" virus och har då antikroppar mot båda typerna av virus. Man hittar dem eftersom markören saknas hos det vilda viruset och kan då sätta in åtgärder så att smittan inte sprids vidare. I vacciner mot EHV-1 har den svenska DTT-markören använts internationellt under flera år för att hos vaccinerade ston som aborterat visa om aborten orsakats av "vilt" virus eller vaccinvirus. Endast i mycket sällsynta fall orsakades aborten av vaccinvirus. DTT-markören visade också på kvalitativa skillnader mellan olika EHV-1 stammar. Skillnaden kunde användas för att särskilja virusstammar från varandra, vilket ledde till beteckningen EHV-1 subtyperna 1 och 2. Det var först 1981 som en australisk/amerikansk grupp visade att dessa subtyper av virus var klart skilda från varandra genetiskt, d v s virus arvsmassa var lika endast till ca 14 % mellan subtyperna. Denna upptäckt ledde till en ny era i forskningen och subtyp 1 fick behålla namnet EHV-1, medan subtyp 2 fick namnet ekvint herpesvirus 4 (EHV-4). Det kunde visas att EHV-1 orsakar övre luftvägsinfektion, abort och pares, medan EHV-4 nästan uteslutande endast ger upphov till övre luftvägsinfektion. Centralnervös form påvisades ett utbrott i Sverige av den centralnervösa formen (paresformen) av EHV-1. Några år tidigare hade sjukdomsformen uppmärksammats vid ett utbrott på Irland. Utbrottet i Sverige gav en ny inriktning för EHV-1 forskningen. Symtombilden vid pares kan vara varierande, från lätt vinglighet (slinger) på bakbenen till att hästen blir liggande, inte kan resa sig och måste avlivas. Pareser förekommer sporadiskt i landet varje år. Den svenska gruppen kunde, tillsammans med andra grupper, visa att viruset inte infekterar hjärn- och ryggmärgsvävnad direkt. Det orsakar istället skador i kärl som försörjer hjärna och ryggmärg, dels genom direkt virusangrepp, dels genom riklig bildning av skadliga s k immunkomplex, som består av virus och antikroppar bundna till varandra, i blodet. Varför pareser uppträder hos vissa hästar är inte helt klarlagt, men är sannolikt beroende av den individuella hästens förmåga att bilda ett bra cellförmedlat immunsvar. Tillsammans med en forskargrupp vid Guy s Hospital Medical School i London visades att hästar som inte tillfrisknade efter en EHV-1 pares, hade antikroppar mot ett kroppseget protein som finns i nervskidor kallat P2. Denna s k autoimmuna reaktion orsakades sannolikt av att skadan i hjärna och ryggmärg ledde till att P2 kunde exponeras för en immunreaktion som normalt inte sker, då P2 finns dold i nervskidan. Metoden kunde med stor sannolikhet förutsäga vilka hästar som skulle tillfriskna eller inte efter en pares. Under 1990-talet utvecklades nya diagnostiska metoder, t ex togs en molekylärgenetisk metod (polymerase chain reaction, PCR) fram för att påvisa EHV-1 i aborterade foster. Denna teknik är mycket känslig och snabb och ersätter gamla klassiska tekniker såsom odling i cellkultur, vilka normalt kan ta upp till 2 veckor innan resultatet kan lämnas. Genom utveckling av en metod att påvisa antikroppar (ELISA) av en australisk grupp kunde man för första gången särskilja immunsvaret mot EHV-1 och EHV-4 hos en häst i samma blodprov. En fältstudie med material från Sverige, Island och Sudan kunde

4 visa att EHV-1 och EHV-4 har helt olika spridningsmönster i hästpopulationen. Antikroppar mot EHV-4 fanns hos 95 till 99 % av hästarna, medan mot EHV-1 hos endast 8 till ca 30 % av hästarna. Dessa resultat visar att EHV-4 och EHV-1 smittar på olika sätt och ger underlag till att utforma effektiva åtgärder för att förhindra smittspridning med EHV-1. Ekvint influensavirus A1 och A2 är två typer av hästinfluensavirus. A1 finns dock bara i vaccin numera och det är alltså A2 som är orsaken till hästinfluensa i Sverige idag. Under den stora influensaepidemin med A2-virus på Solvalla 1979 startade ett framgångsrikt samarbete mellan virologerna på SVA och SLU. Denna forskning har internationellt legat i frontlinjen de sista 20 åren och resulterat i 4 doktorsavhandlingar inom influensaområdet. Vid utbrottet 1979 visades att en ny variant av A2- virus gett upphov till utbrottet. Befintliga vacciner gav inte ett fullgott skydd på grund av att den nya varianten avvek tillräckligt för att undvika den immunitet som vaccinationen orsakat. Redan före utbrottet pågick en intensiv debatt i hästägar-/tränarkretsar om att influensavacciner gav oacceptabla biverkningar i form av framför allt långvariga prestationsnedsättningar. Ett vaccinationsobligatorium för tävlande travhästar hade funnits från 1975 och upphävdes i slutet av På grund av denna kritik utarbetades ett vaccinationsförsök, där hästar födda 1977 deltog. Försöket utformades så att kodade lösningar användes, varvid ingen hade kunskap om vilket preparat som innehöll vaccin respektive placebolösning. Först vid försökets avslutning 1981 bröts koden och resultatet kunde offentliggöras.

5 Resultatet visade att biverkan var något större i vaccingrupperna, men anmärkningsvärt låg med hänsyn till den oro som förekom före försöksstarten. Studiet av hästarnas prestanda visade entydigt att det inte förekom någon långvarig prestationsnedsättning på grund av vaccinbiverkningar. Viruset förändrar sig. Forskningen inriktades på karakterisering av A2-varianter på proteinnivå och gennivå och en nationell bevakning av smittläget. Detta är mycket viktigt eftersom förändringar i virus omedelbart måste beaktas för att förändra befintliga vacciner genom att i vaccinet inkludera de virusvarianter som cirkulerar och orsakar sjukdom i hästpopulationen. Under 1980-talet och början av 1990-talet fanns ett vaccinationsobligatorium för travoch galopphästar, vilket förhindrade allvarliga sjukdomsutbrott. Två stora influensautbrott skedde under 1991 och isolerat virus visades avvika markant från befintliga vaccinstammar som användes i Sverige. Tyvärr upphävdes vaccinationsobligatoriet 1992, vilket har lett till att vi därefter har en pågående smittspridning i den svenska travhästpopulationen med 20 till över 100 utbrott per år. Vaccinationsfrekvensen är inte tillräckligt hög för att förhindra en ständigt pågående smittspridning. Under mitten och slutet av 1990-talet visade forskargruppen att två genetiskt åtskilda varianter cirkulerade parallellt i den svenska hästpopulationen, en s k europeisk och en amerikansk variant. Det visade sig också senare vara fallet i andra europeiska länder. Denna situation har lett fram till att de flesta hästinfluensavacciner idag innehåller, förutom influensavirus A1, två A2-stammar; en europeisk och en amerikansk variant. Gruppens forskning har bl a lett till att den tillsammans med 5 andra internationella laboratorier är medlem i Equine Influenza Expert Surveillance Panel som träffas varje år och utbyter erfarenheter om smittläget i världen. Ekvint arteritvirus Under den första hälften av 1980-talet finansierade ATG ett tvärvetenskapligt projekt för att belysa ett betydande problem hos tävlingshästar, "poor performance syndrome". Det typiska symtomet är att hästen har en oväntad formsvacka där den inte orkar distansen ut på träning eller tävling. Denna forskning visade att orsakerna till syndromet är mycket komplext och en samverkan mellan många faktorer såsom felaktig nutrition, infektioner, genetiska orsaker och/eller miljöfaktorer. SVAs avdelning för virologi deltog i projektet och ett intressant resultat var att infektioner med hästens arteritvirus ökade i hästpopulationen under hela projektperioden. Arteritvirus orsakar i sin akuta sjukdomsfas blödningar genom skadeangrepp i små blodkärl. Viruset orsakar också abort hos dräktiga ston. I Sverige hade vid den tidpunkten inte virusinfektionen kopplats till någon sjukdom. Under senare tid har sjukdomsutbrott kunnat knytas till infektion med arteritvirus, men de har varit få. Genom samarbete med amerikanska forskare kunde gruppen visa att svenska stammar tillhörde både europeiska och amerikanska varianter, men inte tycktes vara sjukdomsframkallande. Under senare delen av talet visade amerikanska forskare att smitta med arteritvirus underhölls genom att många hingstar som genomgått infektionen blev smittbärare med virus ständigt förekommande i sin sperma. I Sverige genomfördes en spermaundersökning av avelshingstar , och det kunde visas att över 40 % av hingstarna var smittbärare. Aborterade foster undersöktes också för att få en uppfattning om aborten orsakats av arteritvirus. Ingen sådan abort konstaterades. Nya metoder för att hitta virus. Forskargruppen utvecklade under mitten av 1990-talet molekylärgenetiska metoder för att påvisa arteritvirus i sperma. Detta är en överlägsen metod för att säkert påvisa virus. Arteritvirusstammar från hela världen kartlades genetiskt, vilket är viktigt för att kunna ha en uppfattning om vilken/vilka stammar som skall ingå i ett framtida vaccin. Idag finns endast ett

6 levande vaccin som används främst i USA, men inte är godkänt för användning i många europeiska länder. Forskargruppen ansökte om ett EU-anslag 1999 tillsammans med de främsta grupperna inom området i Europa samt knutna till projektet en grupp från Japan och en från USA. Som första EU-projekt någonsin för en sjukdom hos häst bifölls ansökan med ett bidrag på totalt över 9 miljoner svenska kronor över en 3-årsperiod. Ett problem blev snart uppenbart, att den normalt stipulerade medfinansieringen från de svenska forskningsråden uteblev. Mycket förtjänstfullt gick då Agria och ATG in och stödde projektet. Projektet avslutas i början av 2002 och resultaten är över förväntan. Forskarna har lyckats att framställa en s k komplementär DNAsträng av arvsmassan, som hos arteritvirus är av RNA-typ. Detta innebär att man relativt lätt kan manipulera arvsmassan och ta bort eller byta ut vissa regioner, allt för att kartlägga var i arvsmassan den sjukdomsframkallande förmågan är belägen. Flera av dessa manipulerade virus testas genom infektionsförsök på häst. En fortsättning på projektet planeras och en ny ansökan har lämnats in till EU-kommissionen inom det femte ramprogrammet. LÄSA MER Nordengrahn A, Merza M, Svedlund G, Ronéus M, Treiberg Berndtsson L, Lindholm A, Drummer H E, Studdert M J, Abusugra I, Gunnarsson E & Klingeborn B. A field study of the application of a type-specific test distinguishing antibodies to equine herpesvirus-4 and -1. I: Wernery U, Wade J F, Mumford J A & Kaaden O-R, red. Proc 8th int conf equine inf dis. Newmarket, R&W Publications, 1999, Oxburgh L & Klingeborn B. Cocirculation of two distinct lineages of equine influenza virus subtype H3N8. J Clin Microbiol 1999, 37, Stadejek T, Björklund H, Ros Bacunana C, Ciabatti I M, Scicluna M T, Amaddeo D, McCollum W H, Autorino G L, Timoney P J, Paton D J, Klingeborn B & Belak S. Genetic diversity of equine arteritis virus. J Gen Virol 1999, 80,