Ptičja gripa

Ortrud Werner in Timm C. Harder

Prevod: Marko Kovačević

 

Uvod

(Zelene povezave: celotni članki, ki so brezplačni)

Visoko patogena ptičja gripa, ali kot izvirni naziv 'ptičja kuga', je bila prvič prepoznana kot nalezljiva bolezen ptic in perutnine v Italiji l. 1878 (Perroncito 1878). Zaradi starega žarišča v zgornjem toku reke Pad v padski dolini, je bila imenovana tudi kot 'Lombardijska bolezen'. Kljub temu, da sta Centanni in Savonuzzi že leta 1901 identificirala filtrabilni agens, ki je odgovoren kot povzročitelj bolezni, to ni bilo priznano do l. 1955, ko je Schäfer opisal te povzročitelje kot viruse gripe A (Schäfer 1955). V naravnih rezervoarjih so gostitelji virusov ptičje gripe  divje vodne ptice.  Pri njih okužba običajno poteka popolnoma brez simptomov, vse dokler biotipi virusa gripe A nizke patogenosti sobivajo v skoraj popolnem ravnovesju s svojimi gostitelji (Webster 1992, Alexander 2000).

Kadar se nizko patogeni sevi virusa ptičje gripe (LPAIV) prenesejo iz gostiteljskih rezervoarjev na zelo občutljive speciese perutnine, kot so kokoši in purane (je to t.i. transspeciesni korak prenosa!), pri njih povzročijo le blage simptome. Toda v primerih kadar speciesi perutnine podpirajo več ciklusov okužbe, pride pri sevih do serije mutacijskih sprememb, katerih rezultat je nastanek adaptacije – prilagoditve na nove gostitelje. Virusi gripe A, podtipi H5 in H7 ne samo da gredo skozi fazo adaptacije, temveč imajo sposobnost, da skokovito preidejo v visoko patogeno obliko (HPAIV), kar je povzročeno z vstavitvenimi mutacijami. S tem pa povzročijo neustavljivo sistemsko obolenje, ki hitro povzroča smrt.  Takšni HPAI virusi lahko nepredvidljivo nastanejo 'de novo' pri perutnini, ki je okužena z LPAI progenitorji podtipom H5 in H7.

HPAI pri perutnini zaznamuje nenadni začetek, težka prizadetost, ki traja kratek čas ter mortaliteta, ki je pri občutljivih vrstah blizu 100%. Zaradi hkratnih velikih ekonomskih izgub za perutninsko industrijo je na HPAI izjemno pozorna veterinarska stroka in je globalno sprejeto, da se bolezen obvezno prijavlja že pri sumu nanjo. Zaradi potenciala, da lahko preide v HPAI, se obvezno prijavlja tudi LPAI povzročen s H5 in s H7 (OIE 2005). Pred letom 1997 je bila k sreči HPAI  redka bolezen, v svetu je bilo od l. 1950  zabeleženih le 24 primarnih epidemij - epizootij (Tabela 1).

Nedavno je ptičja gripa pritegnila pozornost svetovne javnosti. Namreč je visoko patogeni sev podtipa H5N1, (ki verjetno obstaja že pred letom 1997, izvira pa iz južne Kitajske) dosegel enzootski status pri perutnini po celi jugovzhodni Aziji in je nepričakovano 'prečkal medrazredne zapornice' (Perkins in Swayne 2003), kadar se je s ptic prenesel na sesalce (mačke, svinje, ljudi).  Čeprav to ni popolnoma nepričakovani dogodek (Koopmans 2004, Hayden and Croisier 2005), je povzročil resno zaskrbljenost glede pandemičnega potenciala seva H5N1 (Klempner in Shapiro 2004; Webster 2006), kajti obstaja znatno število dokumentiranih zbolelih ljudi s težko obliko bolezni in več smrtnih izidov. Obstaja več nadaljnjih dokazov – kar bo pokazano v tekstu, – ki kažejo, da je virus H5N1 dosegel patogensko moč za več vrst sesalcev. To pa je povzročilo upravičeno zaskrbljenost svetovne javnosti (Kaye and Pringle 2005).

 

Tabela 1: Epizootije HPAIV po svetu v preteklosti1)

Leto

Država/predel

Zajete domače ptice

Sev

1959

Škotska

2 jati piščancev (prijavljeno)

A/chicken/Scotland/59 (H5N1)

1963

Anglija

29,000 rejenih puranov

A/turkey/England/63 (H7N3)

1966

Ontario (Kanada)

8,100 rejenih puranov

A/turkey/Ontario/7732/66 (H5N9)

1976

Victoria (Avstralia)

25,000 kur nesnic, 17,000 brojlerjev, 16,000 rac

A/chicken/Victoria/76 (H7N7)

1979

Nemčija

1 jata s 600,000 piščancev, 80 gosi

A/chicken/Germany/79 (H7N7

1979

Anglija

3 komercialne farme puranov (skupno število ptic ni prijavljeno)

A/turkey/England/199/79 (H7N7)

1983-1985

Pennsylvania (ZDA)*

17 milijonov ptic v 452 jatah; večinoma piščanci ali purani, nekaj jerebic in guinea kokoši

A/chicken/Pennsylvania/1370/83 (H5N2)

1983

Irska

800 poginulih mesnih puranov; depopuliranih 8,640 puranov, 28,020 piščancev, 270,000 

A/turkey/Ireland/1378/83 (H5N8)

1985

Victoria (Avstralia)

24,000 brojlerjev, 27,000 kur nesnic, 69,000 brojlerjev, 118,418 piščancev nenavedenega tipa

A/chicken/Victoria/85 (H7N7)

1991

Anglija

8,000 puranov

A/turkey/England/50-92/91 (H5N1)

1992

Victoria (Avstralia)

12,700 brojlerjev, 5,700 rac

A/chicken/Victoria/1/92 (H7N3)

1994

Queensland (Avstralia)

22,000 kur nesnic

A/chicken/Queensland/667-6/94 (H7N3)

1994-1995

Mehika*

skupno število ptic ni na voljo, 360 komercialnih jat kokoši je bilo depopuliranih

A/chicken/Puebla/8623-607/94 (H5N2)

1994

Pakistan*

3.2 miliona brojlerjev in brojlerskih gojencev

A/chicken/Pakistan/447/95 (H7N3)

1997

Hong Kong (Kitajska)

1.4 kur in različnih drugih domačih ptic

A/chicken/Hong Kong/220/97 (H5N1)

1997

Novi Južni Wels (Australia)

128,000 brojler breeders, 33,000 brojlerjev, 261 emujev

A/chicken/New South Wales/1651/97 (H7N4)

1997

Italija

Približno. 6,000 kur, puranov, gvinejski kokoši, rac, prepelic, golobov, gosi in jarebic

A/chicken/Italy/330/97 (H5N2)

1999-2000

Italija*

413 farm, približno. 14 milijonov ptic

A/turkey/Italy/99 (H7N1)

2002-2005

JV Azia*

Kitajska, Hong Kong, Indonezija, Japonska, Kambodža, Laos, Malezija, Koreja, Tajska, Vietnam, približno. 150 milijonov ptic

A/chicken/East Asia/2003-2005 (H5N1)

2002

Čile

 

A/chicken/Chile/2002 (H7N3)

2003

Nizozemska*

Nizozemska: 255 farm, 30 milijonov ptic; Belgija: 8 farm, 3 milijone ptic; Nemčija: 1 farma, 80,000 brojlerjev

A/chicken/Netherlands/2003 (H7N7)

2004

Kanada (B.C.)*

53 jat, 17 milijonov kur

A/chicken/Canada-BC/ 2004 (H7N3)

2004

ZDA (TX)

6,600 brojlerjev

A/chicken/USA-TX/2004 (H5N2)

2004

Južna Afrika

23,700 ratites, 5,000 piščancev

A/ostrich/S.Africa/2004 (H5N2)

1 Prilagojeno iz Capua in Mutinelli, 2001

* Izbruhi z značilnim širjenjem, so na številnih farmah povzročili velike ekonomske izgube. Večina ostalih izbruhov je bilo omejenih, ali pa se niso širili na ostale farme.

 

Virusi

Virusi gripe so kroglasti ali podolgovati-elipsoidni delci, ki vsebujejo RNA, ki je enkrat ali večkrat segmentirana z negativno polarnostjo. Virusi gripe imajo spadajo v družino Orthomyxoviridae, in sse delijo na tipe A, B ali C na osnovi antigenskih razlik njihovih nukleol in matriksnih proteinov. Virusi ptičje gripe (AIV) pripadajo tipu A. Nedavno je objavljen izjemno dober članek o zgradbi in o načinu replikacije virusov gripe (na pr. Sidoronko and Reichl 2005).

Glavne genetske determinante virusov gripe tipov A in B so hemaglutinski (H ali HA) in nevraminidazni (N ali NA) transmembranski glikoproteini, ki so zmožni izvabiti za podtip specifične in imunske odgovore. Ti imunski odgovori so popolnoma zaščitni pred enim tipom, toda le delno ščitijo pred različnimi podtipi. Na osnovi antigenosti teh glikoproteinov so virusi gripe A danes razvrščeni v 16 H (od H1 do H16) in v 9 N (od N1 do N9) podtipov. Delitev na te skupine je podkrepljena tudi po filogenetični analizi nukleotidov in po razložitvi sekvenc aminokislin HA in NA genov (Fouchier 2005).

Za označevanje izoliranih virusov gripe je po konvenciji potrebno navesti tip virusa gripe, species gostitelja (se ga izpusti, če je humanega vira), geografsko lokacijo, serijsko številko in leto izolacije. Za virus gripe tip A, se v oklepaju doda še podtip hemaglutinina in nevraminidaze. Eden od starševskih sevov virusa ptičje gripe sedanjih epizootij H5N1 azijske linije, je izoloran iz gosi v kitajski provinci Guangdong. V skladu s tem je označen z A/goose/Guangdong/1/96 (H5N1) (Xu 1999). Izolat, ki izvira iz prvega dokumentiranega primera pri človeku v azijski liniji okužbe s H5N1 iz Hong Konga (Claas 1998), se ozačuje kot: A/HK/156/97 (H5N1).

Hemaglutinin, glikozilirani in acilirani protein, ki se sestoji iz 562 - 566 aminokislin je vgrajen v ovojnico virusa. Globularna glava njegove membrane-njen zunanji del je s vezmi pritrjen za celične receptorje je sestavljen iz oligosaharidov, ki imajo na svojih koncih derivate nevraminske kisline (Watowich 1994). Exodomain – zunanji del drugega transmembranskega glikoproteina - nevraminidaza (NA), uporablja sialolitično encimsko aktivnost in osvobaja –sprošča virusno potomstvo ulovljeno na površini okužene celice tekom njegovega izstopanja iz celice. Ta funkcija preprečuje agregiranje virusa tekom izstopa in verjetno tudi pospešuje prehod virusa skozi sloje sluzi, ki so na ciljnih celicah epitelnega tkiva in vodi k pritrjevanju virusa (Matrosovich 2004a). To povzroči, da je nevraminidaza zanimiva tarča za protivirusna zdravila (Garman and Laver 2004). Za procese učinkovitega pritrjevanja in sproščanja viriona, so ključni medsebojna uglašenost in koordinirane dejavnosti antagonističnih glikoproteinov vrst HA in NA (Wagner 2002).

Pritrjevanje na zunanje proteine celice, virioni gripe A opravijo s pomočjo zrelih trimernih virusnih HA glikoproteinov. Pritrjevanje je slojevito s prepoznavanjem vrst terminalnih različnih sialičnih kislin (N-acetyl- ali N-glycolilneuraminična kislina), tipa glikozidnih spojev s predzadnjo galaktozo (α2-3 ali α2-6) in sestavinami nadaljnih notranjih fragmentov sialiloligosaharidov, ki se nahajajo na površini celice (Herrler 1995, Gambaryan 2005). Pri različnih gostiteljih virusa gripe se iztisnejo različni sialiloligosaharidi, ki jih ovirajo tkiva in sama vrsta. Prilagoditev virusnega HA in NA glikoproteina, na specifične tipe receptorjev določenih vrst gostiteljev je predpogoj za učinkovito razmnoževanje (Ito 1999, Banks 2001, Matrosovich 1999+2001, Suzuki 2000, Gambaryan 2004). To obsega preoblikovanje enot za vezavo receptorjev HA proteina, ki nastaja po interspeciesni transmisiji (Gambaryan 2006). Mehanistični pregled različnih receptorjev je dan na sliki 1. Virusi ptičje gripe splošno kažejo največjo privlačnost za α2-3 spojeno sialično kislino, saj je ta dominantni tip receptorja v epitelnih tkivih v endodermu (črevesje, pljuča) pri pticah, ki so cilji za te viruse (Gambaryan 2005a, Kim 2005). Za razliko od njih se virusi gripe adaptirani na človeka prvenstveno vežejo na 2-6 vezi rezidujev, ki prevladujejo v neciliarnih epitelnih celicah v dihalnih poteh človeka. Te receptorske nagnjenosti so delno definirane z zapornico vrste, ki preprečuje neomejeni prenos virusov ptičje gripe na človeka (Suzuki 2000, Suzuki 2005). Nedavno je bilo dokazano, da v traheji človeka obstaja populacija celic ciliarnega epitela, ki  vsebuje v manjši gostoti receptorjem podobne glikokonjugate za ptičjo gripo, (Matrosovitch 2004b) ter da imajo tudi celice perutnine v manjši gostoti humani tip sialilskih receptorjev (Kim 2005). To bi bilo lahko pojasnilo, da ljudje niso popolnoma neobčutljivi na okužbo z določenimi ptičji sevi (Beare and Webster 1991). Tako sta pri svinjah kot tudi pri prepelicah prisotni obe vrsti receptorjev v večji gostoti, kar povzroča, da bosta ti dve vrsti domnevni mešalni vreči za ptičje in humane seve (Kida 1994, Ito 1998, Scholtissek 1998, Peiris 2001, Perez 2003, Wan in Perez 2005).

 

Slika 1. Pregled receptorskih nagnjenosti za viruse gripe A (na osnovi podatkov Gambaryan 2005)

Kadar se virion uspešno pripne na ustrezni receptor, bo transportiran v endosomni prostor s pomočjo klatrin odvisnih in klatrin neodvisnih mehanizmov (Rust 2004). Virus se v tem prostoru izogne degradaciji tako, da se spojita virusna in endosomalna membrana: posredovano s transportom protonov skozi proteinske tunele virusnega matriks-2 (M2) tunelskega proteina na pH vrednostih v endosomu okrog 5.0, s kaskado steričnih sprememb v proteinih matriksa-1 (M1) in pričenja homotrimerični HA glikoprotein kompleksa. Rezultat je, da se razkrijejo in izpostavijo visoko liofilne fusogene domene vsake HA monomere, ki se vrinejo v endolizosomno membrano in se s tem začenja fuzija virusne in lisosomne membrane (Haque 2005, Wagner 2005). Kot rezultat tega se v citoplazmo sprosti 8 virusnih genomskih RNA segmentov, ki so v svojem zaščitnem nukleokapsidnem ovoju, sestavljenem iz nukleokapsidnih (N) proteinov ( ribonukleoproteinski kompleks, RNP). V citoplazmi jih virusna mRNA transportira v jedro na transkripcijo in na repliciranje genomske RNA, kar je zelo usklajen proces, ki ga zelo  delikatno regulirajo virusni in celični dejavniki (Whittaker 1996). RNA-odvisno RNA polimerazo (RdRp) oblikujejo kompleksi virusnih PB1, PB2 in PA proteinov, ki za to nalogo rabijo enkapsidirano RNA (RNPs). Po prepisovanju virusnih proteinov in po oblikovanju nukleokapsid, ki vsebujejo replicirano genomno RNA, novonastali virioni prehajajo skozi celično ovojnico v katero so se že prej vrinili virusni glikoproteini. V montaži heličnih nukleokapsidov in proteinov virusne ovojnice posreduje virusni matrični-1 (M1) protein, ki oblikuje strukture podobne lupini okrog virusne ovojnice. Reprodukcija virusa v popolno dovoljujočih celicah (ki dovolijo razmnoževanje) je zelo hitra (traja manj kot 10 ur). To je zelo učinkovit proces, ki ga omogoča 'optimalna' prisotnost genov(Rott 1979, Neumann 2004).

Pri virusih gripe je ugotovljeno, da zaradi k napakam nagnjene dejavnosti virusne RdRp, je stopnja virusnih mutacij ≥5 x 10-5 sprememb nukleotidov na nukleotid in na ciklus replikacije, tako da se približno skoraj 1 nukleotid spremeni na genom na replikacijo (Drake 1993). V primeru delovanja selektivnih pritiskov (kot so nevtralizacijska protitelesa, suboptimalno vezanje za receptorje ali kemične antivirusne snovi) tekom replikacije na nivoju gostitelja ali na nivoju populacije, lahko nastanejo mutanti, ki imajo ustrezne prednosti in nato postanejo dominantni znotraj virusnega kvazispeciesa v tem gostitelju ali v populaciji. Mutanti z ustreznimi selektivnimi prednostmi  (na pr. uhajanje nevtralizaciji, preoblikovanje enot za vezavo za receptorje) se lahko izločijo in postanejo dominantne variante . Če so napadene antigenske determinante za membranske glikoproteine HA in NA in sicer z mehanizmi, ki jih vodi imuniteta, se takšen postopni proces imenuje Antigenski drift (antigenski premik)(Fergusson 2003).

Antigenski shift (antigenski preskok) pa označuje nenadno in temeljito spremembo antigenskih detrminant, to je spremembo H in/ali N podtipa znotraj enega samega ciklusa replikacije. To se pojavi v celici, ki je sočasno okužena z dvema ali z več podtipi virusov gripe. Razdelitev repliciranih virusnih genomskih segmentov v bodoče virusno potomstvo se pojavlja neodvisno od podtipa virusa vsakega segmenta, tako pride do nastajanja replikacisjko kompetenčnega potomstva, ki v sebi nosi genetske informacije različnih roditeljskih virusov (t.i. reassortanti- potomci s prerazporejenimi geni (Webster and Hulse 2004, WHO 2005). Čeprav so pandemični humani virusi iz l. 1957 (H2N2) in iz l. 1968 (H3N2), brez dvoma nastali z reasortiranjem med humanimi in ptičjimi virusi, izgleda, da virus, ki je povzročil 'Špansko gripo' leta 1918 v celoti izvira iz ptičjega vira. (Belshe 2005).

 

Naravni gostitelji

Nosilke cele vrste različnih virusov gripe podtipa A, so divje vodne ptice, posebej pripadnice reda Anseriformes (race in gosi) in Charadriiformes (galebi in obalske ptice) in zaradi tega najverjetneje predstavljajo naravni rezervoar vseh virusov gripe A (Webster 1992, Fouchier 2003, Krauss 2004, Widjaja 2004). Čeprav obstaja mnenje, da so vse ptičje vrste občutljive, so nekatere zvrsti domače perutnine – kokoši, purani, pegatke, prepelice in fazani še posebej občutljive na posledice okužbe.

Virusi ptičje gripe tipa A pri svojih naravnih gostiteljih običajno ne povzročajo bolezni. Namesto tega ostajajo v evolucijski stazi (zastoju), kar na molekularni ravni zaznamo z nizkim kvocientom N/S (ne-sinononimni vs. sinonimni) mutacij, kar kaže na čisto evolucijo (Gorman 1992, Taubenberger 2005). Zgleda, da gostitelj in virus eksistirata v stanju zelo skrbno uravnovešene tolerance, kar se klinično kaže kot odsotnost bolezni in učinkovito repliciranje virusa. Ob tem gostitelj z blatom izloča ogromne količine virusov, do 108.7 x 50% kužne doze za jajce (EID50), na 1 gram blata (Webster 1978). Kadar se virus prenese na zelo občutljive speciese perutnine, se običajno pojavijo blagi simptomi ali jih ni. Virusi tega fenotipa so imenovani kot nizko patogeni (LPAIV) in na splošno povzročajo le blago prehodno znižanje nesnosti pri nesnicah ali pa blago zmanjšanje telesne teže pri rejeni perutnini (Capua and Mutinelli 2001). Vendar podtipi H5 in H7 imajo sposobnost mutiranja v visoko patogeno obliko po prenosu in po adaptiranju na nove perutninske gostitelje. Porajanje visoko patogenih oblik H5 in H7 ali pa drugih podtipov ni bilo nikoli ugotovljeno pri divjih pticah (Webster 1998). Zaradi tega bi lahko mislili, da so visoko patogene oblike nekaj umetnega, kar je možno le kot rezultat človekovega vmešavanja v naravno uravnovešeni sistem.

Kadar enkrat pri domači perutnini nastanejo HPAIV fenotipi so se ti zmožni  prenašati horizontalno s perutnine nazaj v populacijo divjih ptic. Občutljivost divjih ptic na bolezen povzročeno s HPAIV je zelo različna in variira od vrste do vrste odvisno od starosti in od seva virusa. Do pojava azijskega rodu H5N1 HPAI virusov se je vrnitev HPAIV v populacijo divjih ptic pojavljala sporadično in je bila omejena (z eno izjemo – pogina čiger v Južni Afriki l. 1961 [Becker 1966]), tako da divjim pticam ni bila pripisana epidemiološko pomembna funkcija v širjenju HPAIV (Swayne in Suarez 2000). Od začetka l. 2005 se je to spremenilo iz osnove, ko je nastala velika epizootija pri tisočih divjih pticah v naravnem rezervatu na jezeru Quinhgai na severozahodu Kitajske, ki je bila povezana z azijskim rodom H5N1- HPAI (Chen 2005, Liu 2005). Kot rezultat tega je ugotovljeno možnost za nadaljnje širjenje tega virusa proti Evropi (OIE 2005). Podrobnosti in posledice tega so opisane v tekstu, ki sledi.

Sliak 2. Shema patogenze in epidemiologije ptičje gripe

LPAIV – nizko patogeni virus ptičje gripe; HPAIV – visoko patogeni virus ptičje gripe; HA–protein haemaglutin protein; točkaste črte s puščicami predstavljajo speciesne zapornice

 

Patogeneza HPAI

Patogenost, kot splošna lastnost virusov gripe je poligenična lastnost, ki je med ostalim odvisna od 'optimalne' genske konstelacije napadenega gostitelja in od tkivnega tropizma, od učinkovitosti replikacije in od imunskih mehanizmov izogibanja. Poleg tega specifični dejavniki gostitelja in specifični dejavniki vrste  prispevajo k izidu okužbe, kar je po interspeciesnem prenosu a priori nepredvidljivo. Visoko patogene oblike ptičje gripe so do sedaj povzročali samo virusi gripe A podtipov H5 in H7. Vendar so v resnici le nekaj predstavnikov podtipov H5 in H7 visoko patogeni biotipi (Swayne and Suarez 2000). Običajno se v svojih naravnih gostiteljih virusi H5 in H7 stabilno vzdržujejo v nizko patogeni obliki. Iz teh rezervoarjev se virusi preko različnih poti lahko prenašajo na jate perutnine (glej sliko spodaj). Po različnem in za sedaj neugotovljenem obdobju cirkuliranja (in verjetno adaptacije) v občutljivih populacijah perutnine lahko ti virusi skokovito mutirajo v visoko patogeno obliko (Rohm 1995).

Študije zaporedja nukleotidov so pokazale, da večina HPAIV delijo skupne lastnosti svojih HA genov, ki služijo pri perutnini kot marker virulence (Webster 1992, Senne 1996, Perdue 1997, Steinhauer 1999, Perdue and Suarez 2000):

Da bi postali infektivni virioni gripe A, morajo vključiti HA proteine, ki so bili endoproteolitsko obdelani iz prekursorja HA0 v HA1,2 dimer, ki je vezan z disulfidom (Chen 1998). Novonastali N-terminus-konec HA2 podenote vsebuje fusogeni peptid, ki je sestavljen iz zelo lipofilne domene (Skehel 2001). Ta domena je življenjsko potrebna v teku procesa združitve virusne in liposomne membrane, kajti ta začenja proces prediranja virusnih genomskih segmentov v citoplazmo celice gostitelja. Cepitveni konec HA nizko patogenih virusov je sestavljen iz dveh bazičnih aminokislin na pozicijah -1/-4 (H5) in -1/-3 (H7) (Wood 1993). Ti konci so dostopni za tkivno specifične tripsinu podobne proteaze, ki so večinoma na zunanji strani respiratornega in gastrointestinalnega epitela. Zaradi tega je verjetno pri naravnih gostiteljih v veliki meri omejeno učinkovito repliciranje LPAIV-ijev samo na te konce. Nasprotno temu cepitveni kraj virusov HPAI običajno vsebuje še dodatne osnovne aminokisline (arginin in/ali lizin), ki ga naredi podložnega obdelovanju s subtilizin-podobnimi endoproteazami, ki so specifične za minimalni soglasni niz -R-X-K/R-R- (Horimoto 1994, Rott 1995). Proteaze te vrsti (e.g. furin, proprotein-konvertaze) so aktivne v skoraj vsakem tkivu po celem organizmu. Zaradi tega imajo virusi, ki nosijo takšne mutacije, prednost za neomejeno replikacijo na sistemski način. Ta proces je bil dokumentiran na terenu v več priložnostih. V Italiji je npr. LPAI H7N1 virus več mesecev krožil v populacijah puranov in kokoši, preden je decembra 1999 nepričakovano nastal HPAI H7N1, ki se je od svojega prekurzorja razlikoval le po svojem polibazičnem cepitvenem koncu in je povzročil uničujočo bolezen (Capua 2000).

Predpostavljalo se je, da HA geni H5 in H7 podtipov vsebujejo posebno sekundarno zgradbo RNA, ki podpira insercijske mutacije (kodon duplikacije) s pomočjo rekopiranja enote virusne polimeraze na purinskem koncu in kodira endoproteolitični cepitveni konec teh HA proteinov (Garcia 1996, Perdue 1997). Ta in verjetno še drugi mehanizmi kot so substitucija nukleotidov ali intersegmentne rekombinacije (Suarez 2004, Pasick 2005), lahko povzročijo vgraditev dodatnih bazičnih aminokislinskih ostankov. To zadnje je bilo eksperimentalno dokazano z generiranjem HPAIV iz LPAIV prekursorja, ki je nastal s ponavljanim pasažiranjem in vivo s položajno usmerjano mutagenezo (Li 1990, Walker in Kawaoka 1993, Horimoto in Kawaoka 1995, Ito 2001). Nasprotno temu pa odstranjevanje polibazičnega cepitvenega konca s pomočjo reverzne genetike atenuira HPAI fenotip (Tian 2005).

Vendar obstajajo tudi sevi virusa pri katerih se kodiranje zaporedja nukleotidov HA cepitvenega konca ter feno-/patotipa ne ujema na predvideni način: Čilski H7N3 HPAIV, ki je nastal z intersegmentno rekombinacijo razodetih bazičnih aminokislinskih rezidujev le na pozicijah -1, -4 in -6 (Suarez 2004). Podobni primeri obstajajo tudi za rod H5 (Kawaoka 1984). Z druge strani pa je izolat H5N2 iz Teksasa pokazal, da vsebuje soglasni niz za cepitveni niz, toda je klinično klasificiran kot LPAI (Lee 2005). Ti podatki ponovno poudarjajo poligensko in zapleteno patogenost virusa gripe.

K sreči zgleda, da je rojevanje HPAI fenotipov na terenu redek dogodek. Tekom zadnjih 50 let je bilo zabeleženih le 24 primarnih s HPAI povzročenih izbruhov epizootije, ki verjetno de novo na takšen način nastaja tudi na terenu (Tabela 1).

Poleg tega je bilo dokazano, da je HPAIV zmožen okužiti sesalce in posebej ljudi. To je bilo posebej ugotovljeno pri azijskem rodu H5N1 (WHO 2006). Patogenost HPAIV H5N1 odvisna od gostitelja za sesalce, je bila proučevana na več vrstah modelov: miši (Lu 1999, Li 2005a), dihurji ferrets (Zitzow 2002, Govorkova 2005), opice cynomolgous (Rimmelzwaan 2001) in svinje (Choi 2005). Pokazalo se je, da je izid okužbe odvisen od seva virusa in od vrste (species) gostitelja. Izgleda, dihurji zrcalno odražajo patogenost pri človeku, bolj kot miši (Maines 2005).

Izgleda, da so patogenosti deležni številni genetski markerji, ki so locirani v različnih segmentih Z genotipa H5N1 (Tabela 2). Med njimi so mehanizmi interference z mehanizmi prve obrambne črte gostitelja, kot je sistem interferona preko produktov NS-1 gena, ki so postali posebej zanimivi. Eksperimentalno je bilo s pomočjo reverzne genetike  dokazano, da so NS-1 proteini nekaterih sevov H5N1, ki imajo glutaminsko kislino na poziciji 92, zmožni preprečiti protivirusne učinke interferona in α-faktorja tumorske nekroze, kar verjetno povzroči spreminjanje replikacije v in do zmanjšanja izpraznitve iz okuženega gostitelja (Seo 2002+2004). Poleg tega je z imunostjo posredovano škodo nastalo zaradi z NS-1-posredovane prekinitve mreže citokinov možno delno pripisati poškodbam pljuč (Cheung 2002, Lipatov 2005). Vendar nobena iz teh mutacij (Tabela 2) sama zase ne predstavlja resničnega predpogoja patogenosti za sesalce (Lipatov 2003). Zaradi tega izgleda, da pri sesalcih v veliki meri s patotipskimi specifičnostmi upravlja optimalna konstelacija genov na način, ki je odvisen od gostitelja (Lipatov 2004).

Tabela 2. Pregled genomskih lokusov, ki bi bili vpleteni v zvišano patogenost za sesalce pri virusih visoko patogenega azijskega rodu H5N1

Gen, Protein

Mutacija

Učinki

Referenca

HA

polibazična endo- proteolitični cepitveni kraj

prednosti za sistemsko diseminacijo in replikacijo (perutnina, sesalci)

različne

NA

19-25 aa delecija v stebernem regionu

adaptacija na razvoj v perutnini in v puranih (?)

Matrosovich 1999, Giannecchini 2006

PB2

627K

spremenjena sistemična replikacija v miših

Hatta 2001, Shinya 2004

 

701N

povečana patogenost v miših

Li 2005

PB-1

13P, 678N

spremenjena aktivnost polimeraze; kar je koristno za zgodnji proces species-specifične adaptacije?

Gabriel 2005

NP

319K

NS-1

92E

olajšano uhajanje prirojenim imunskim odgovorom, pri svinjah zmanjšano izpraznitev virusov

Seo 2004

 

Klinična slika

Po poteku inkubacijskega obdobja, ki običajno traja nekaj dni (redko več kot 20 dni), odvisno od značilnosti izolata, od inokulacijske doze, od speciesa in od starosti ptice, pri pticah nastane različna klinična slika ptičje gripe. Simptomi so zelo nespecifični (Elbers 2005). Zaradi tega je nemogoče diagnozo temeljiti samo na osnovi klinične slike.

Simptomi, ki nastanejo po okužbi z nizko patogenim AIV, so lahko zelo diskretni, kot je nasršeno perje, začasno zmanjšanje števila znesenih jajc ali izguba telesne teže skupaj z blagim respiratornim obolenjem (Capua and Mutinelli 2001). Nekateri LP sevi kot je azijski rod H9N2, ki so prilagojeni na učinkovito replikacijo, v perutnini lahko povzročijo vidne znake bolezni in tudi značilno mortaliteto (Bano 2003, Li 2005).

V njeni visoko patogeni obliki se pri kurah in puranih bolezen lahko pojavi nenadno s težkimi simptomi in z mortaliteto, ki je blizu 100 % že v 48 urah (Swayne and Suarez 2000). Širjenje znotraj zajete jate je odvisno od oblike reje: v jatah, ki so na stelji in je možen direkten stik in mešanje živali, je širjenje okužbe hitrejše kot je to v pogojih s kletkami, toda potrebno je nekaj dni za popolno okužbo vseh (Capua 2000). Pogosto je zajet le del hleva. Številne ptice poginejo ne da bi kazale predhodne znake, tako da se včasih v začetku posumi na zastrupitev (Nakatami 2005). Treba je omeniti, da nekateri izolati HPAI virusa lahko povzročijo težko obolenje pri eni vrsti ptic, ne pa pri drugi: na tržnicah z živo perjadjo v Hong Kongu pred popolno depopulacijo l. 1997 je HPAIV H5N1 imelo 20 % kokoši in le 2.5 % rac in gosi, dokler so ostale galiformne, vrabci in papagajske vrste bile negativne. Samo kokoši so imele klinično izraženo bolezen (Shortridge 1998).

Pri industrijsko naravnani reji perutnine naglem porastu konzumacije vode in hrane sledi progresivno upadanje konzumiranja, kar je lahko znak za prisotnost bolezni v jati. V jatah nesnic je vidna prekinitev nesenja. Posamezne ptice prizadete s HPAI pogosto kažejo težko apatijo in nemobilnost (Kwon 2005). Vidni so edemi na delih glave nepokritih s perjem, cianoza grebena, podbradka in na nogah, pojavi se driska, ki je zelenkaste barve in otežkočeno dihanje. Pri nesnicah se na začetku pojavijo jajca z mehko lupino, toda z razvojem bolezni se hitro prekine nesenje jajc (Elbers 2005). Znaki živčevja zajemajo tremor, nenavadno držo (torticolis) in težave s koordinacijo (ataxia), ki prevladujejo pri manj občutljivih speciesih kot so race, gosi in ratites (Kwon 2005). Tekom epizootije HPAI v Saksonji, Nemčija l.1979, so gosi prisilno plavale v pravilnih krogih, kar je bil eden od znakov, ki je povzročil sum na HPAI.

Klinična slika okužbe za ptičjo gripo pri človeku je podana v poglavju z naslovom 'Klinična slika gripe pri človeku'.

Patologija

LPAI

Lezije so različne, odvisno od seva virusa in od vrste gostitelja in starosti.Na splošno le purani in kokoši kažejo očitne in mikroskopske spremembe, posebej pri okužbah s sevi, ki so adaptirani na te gostitelje (Capua and Mutinelli 2001). Pri puranih so bili ugotovljeni sinusitis, traheitis in sakulitis, čeprav so možne sekundarne bakterijske okužbe. Pri puranih je opisan pankreatitis. Pri kokoših najpogosteje srečamo lahko prizadetost respiratornega trakta. Poleg tega se pri nesnicah lezije kopičijo na reprodukcijskih organih (ovariji, jajcevod, rumenjaški peritonitis).

HPAI

Makroskopske patološke in histopatološke spremembe HPAI kažejo podobne odvisnosti kot so opisane pri klinični sliki. Navedene so štiri vrste patoloških sprememb (Perkins and Swayne 2003):

(i) Perakutne (znotraj 24-36 ur po okužbi, večinoma pri nekaterih galiformnih speciesih) in akutne oblike bolezni, ki ne kažejo karakterističnih makroskopskih patoloških sprememb: diskretni hidroperikardium, blaga otečenost črevesja in včasih petehialne krvavitve na mezenterični in perikradialni serozi, ki niso vedno opisani (Mutinelli 2003a, Jones in Swayne 2004). Kokoši, ki so bile okužene z rodom azijskega H5N1 imajo včasih v traheji hemoragične lise in znatno količino sluzi (Elbers 2004). Enako tako je možno srečati serozne eksudate v telesnih votlinah ter pljučni edem. Točkaste krvavitve v sluznici proventrikla, ki so jih v preteklosti pogosto opisovali v učbenikih, so se pojavili le izjemoma pri perutnini okuženi z rodom azijskega H5N1 (Elbers 2004). V različnih organih je možno ugotoviti različne histološke lezije skupaj z virusnim antigenom (Mo 1997). Virus so prvič videli v endoteliskih celicah. Pozneje so celice okužene z virusom ugotovili v miokardu, nadledvičnih žlezah in v trebušni slinavki. Okužijo se tako nevroni kot tudi glialne celice možganov. Patogenetski potek je podoben poteku pri okžbah povzročenih z ostalimi endoteliotropnimi virusi ob katerih aktivacija endotelnih celic in levkocitov vodi k sistemskemu in nekoordiniranem sproščanju citoksinov, kar povzroča nagnjenost k kardiopulmonarnem ali multi-organskemu propadanju (Feldmann 2000, Klenk 2005).

(ii) Pri živalih, ki imajo razvlečen začetek simptomov in podaljšani potek bolezni v sliki bolezni, prevladujejo nevrološki simptomi, histološko pa nesupurativne poškodbe možganov (Perkins in Swayne 2002a, Kwon 2005). Toda virus je možno izolirati tudi iz drugih organov. Takšen potek je opisan pri goseh, racah, emujih in pri drugih speciesih eksperimentalno okuženih z rodom azijskega HPAI H5N1 seva. Pri pticah nesnicah je možno srečati vnetje ovarijev in jajcevodov po rupturi folikla, t.i. rumenjakov peritonitis.

(iii) Pri racah in hišnih vrabcih je ugotovljena le omejena replikacija virusa. Te ptice so kazale blago obliko intersticijske pljučnice, alveolitis in občasno limfocitni in histiocitni miokarditis (Perkins in Swayne 2002a, 2003).

(iv) V eksperimetih Perkinsa in Swayneja (2003) so se golobi in škorci pokazali kot odporni na okužbo s H5N1. Vendar je Wernerju in sodelavcem (bo objavljeno) uspelo pri 5/16 golobih povzročiti dolgotrajno nevrološko obolenje, povzročeno z nesupurativnim encefalitisom (Klopfleisch 2006), uporabljajoč nedavni indonezijski izolat HPAI H5N1.

Diferencialna diagnoza

V diferencialni diagnostiki HPAI je treba upoštevati bolezni, ki lahko povzročijo nenadni začetek bolezni, ki ga spremlja visoka mortaliteta ali pa hemostaza podbradka in grebena:

Manj težke oblike HPAI so lahko še bolj klinično begajoče. Zaradi tega je za vse nadaljne potrebne ukrepe ključnega pomena hitra laboratorijska diagnostika, (Elbers 2005).

 

Laboratorijska diagnoza

Zbiranje vzrocev

Vzorce je treba zbrati z več svežih kadaverjev in od zbolelih ptic v jati. Idealno je ustrezno vzorčenje na statistični osnovi in postavitev diagnoze na osnovi jate. Kadar se vzorči ptice, ki so sumljive na HPAI, je treba upoštevati varnostne ukrepe zaradi zaščite vzorčevalcev pred potencialno zooantroponoznim HPAIV (Bridges 2002). Navodila je predlagal CDC (CDC 2005).

Za virološke analize je potrebno vzeti brise kloake in brise orofarinksa, kar splošno omogoča ustrezno laboratorijsko preoblikovanje. Vzete brise je treba premešati v 2-3 ml sterilnega transportnega gojišča, ki vsebuje dodane antibiotike in proteine (e.g. 0.5 % [w/v] bovini serum albumin, do 10% bovinega seruma ali brain-heart infusion).

Na avtopsiji, ki se jo izvaja pod varnimi pogoji in pod pogoji preprečitve širjenja bolezni, se za izolacijo virusa vzame vzorce možganov, pljuč, vranice in vsebine črevesja.

Za serološke namene vzamemo vzorce krvi žive živali. Število zbranih vzorcev mora biti takšno, da zagotovi detekcijo s 95 % intervalom zaupanja za parameter s 30% prevalenco.

 

Transport vzorcev

Brise, tkiva in kri se transportira na hladnem, toda ne smejo zmrzniti. Če se pričakuje, da bo transport trajal več kot 48 ur, je treba vzorce zamrzniti in jih transportirati na suhem ledu. V vseh primerih transportiranja je treba kontrolirati upoštevanje določil varnosti transporta (e.g. IATA pravila), da se bi izognili širjenju bolezni in akcidentalne okužbe osebja tekom transporta. Pred pošiljanjem vzorcev je o tem potrebno obvestiti laboratorij, še bolj pa pred zbiranjem vzorcev.

 

Diagnostični postopki

 

Direktna detekcija okužbe z AIV

V bistvu sta dve (vzporedni) smeri diagnostičnih postopkov s katerimi se poskuša (i) izolacija in subtipizacija virusa s pomočjo klasičnih metod (glej OIE Manual 2005) in (ii) molekularno odkriti in nadrobno opisati genom virusa.

(i) Navadno se izolacijo virusa AI izvaja z inokuliranjem raztopine brisa ali homogenatov tkiva v 9 do 11 dni stara embrionirana kokošja jajca, večinoma skozi horioalantoično vrečko (Woolcock 2001). Odvisno od patološkega tipa lahko embrioni poginejo ali preživijo tekom 5 dnevnega opazovanja. Običajno ni nobenih značilnih lezij niti na embrionu niti na alantoični membrani (Mutinelli 2003b). Jajca, ki se jih inokulira z materialom, ki vsebuje HPAIV običajno poginejo znotraj 48 ur. V zbrani alantoični tekočini je možno odkriti prisotno hemaglutinacijsko snov. Hemaglutinacija (HA) je neobčutljiva tehnika, za katero je nujna prisotnost najmanj 106.0 delcev na ml. Če je v inokulumu prisotna majhna koncentracija virusa, je za nekatere seve LPAIV potrebno imeti do dve nadaljni pasaži v embrioniranih jajcih, da bi dobili zadostno število virusov, da se jih odkrije s pomočjo HA. V primeru, da se gre za HPAIV je za optimalno produkcijo hemaglutinacije koristna druga pasaža z uporabo razredčenega inokuluma.

Hemaglutinacijske izolate se antigensko okarakterizira s pomočjo testov inhibicije hemaglutinacije (HI) ob uporabi (mono-) specifičnih antiserumov za 16 H podtipov in za kontrolo za različne tipe ptičjih paramiksovirusov, ki tudi kažejo hemaglutinacijsko aktivnost. Podtip NA je možno naprej določiti s pomočjo reakcij inhibicije nevraminidaze inhibition assays. Za to so spet potrebni podtip specifični serumi (Aymard 2003). V primeru srečanja z izolati iz rodov H5 ali H7 je potrebno, da jim določimo intravenozni indeks patogenosti (IVPI), da razločimo LP in HP biotipe (Allan 1977). Virus, ki je izoliran na jajcih, se inokulira v deset piščancev starosti 6 tednov (0.1 ml 1/10 raztopine alantoične tekočine, ki vsebuje HA titer večji od 1:16). Naslednjih 10 dni se jih opazuje zaradi ugotavljanja pojava kliničnih simptomov. Rezultati so strnjeni v kazalec, ki kaže na HPAI virus, kadar so dobljene vrednosti večje kot 1,2. Druga možnost je, da gre za HPAI izolat, kadar v obdobju opazovnja pogine najmanj 7 od 10 (75%) inokuliranih piščancev.

Z opisanimi klasičnimi postopki se diagnozo AIV postavi v petih dneh, toda včasih sta potrebni tudi dva tedna za izključitev njegove prisotnosti. Poleg diagnostičnih sredstev visoke kvalitete (SPF jajca, H- in N-podtip specifični antiserumi) so potrebni še izkušeni strokovnjaki. Za sedaj ni celičnih kultur za izolacijo AIV, ki lahko dosežejo občutljivost metode na embrioniranih kurjih jajcih (Seo 2001).

(ii) Bolj hiter način je uporaba molekularnih tehnik, posebej kadar je potrebna izključitev okužbe. Tudi te tehnike se vrstijo v kaskadnem slogu: odkrivanje prisotnosti za gripo A specifične RNA se izvaja s pomočjo reakcije reverzne traskriptivne reakcije verižne transkriptaze (RT-PCR), katere cilj so fragmenti M gena, ki je najbolj ohranjeni segment genoma virusov gripe (Fouchier 2000, Spackman 2002) ali gen nukleokapside (Dybkaer 2004). Kadar se dobi pozitivni rezultat se nadaljuje z reakcijami RT-PCR razširjenosti fragmentov gena za hemaglutinin za podtipe H5 in H7, s čem se odkriva prisotnost virusov gripe, ki jih je obvezno prijavljati (Dybkaer 2004, Spackman 2002). Kadar je ta rezultat pozitiven je izvedljiva molekularna diagnoza patotipa (LP proti HP) po sekvencioniranju fragmenta HA gena, ki zajema endoproteolitski cepitveni konec. Izolate pri katerih so prisotne mnogovrstne aminokisline se klasificira kot HPAI. PCR in druge DNA tehnike so bile namenjene za detekcijo sevov H5N1 azijskega roda (Collins 2002, Payungporn 2004, Ng 2005). Možno je identificiranje in ne-H5/H7 podtipov s pomočjo predpisanih RT-PCR, nadaljuje se s sekvenčno analizo HA-2 podenote (Phipps 2004). Obstajajo tudi specifične mase za vsaki NA podtip. Popolno karakterizacijo je možno doseči znotraj 3 dni, posebej, če se uporabi najnovejše PCR tehnike (Perdue 2003, Lee in Suarez 2004). Vendar so DNA čipi še v razvoju in bo to omogočilo brez težavno tipiziranje AI virusov (Li 2001, Kessler 2005). Izključitev diagnoze je možna že v enem dnevu.

Pomanjkljivosti molekularne diagnostike so cena nakupa opreme in materiala, toda možno je analiziranje večjega števila vzorcev z manj osebja v veliko krajšem času v primerjavi z izolacijo virusa na kurjih jajcih. Vendar se ne sme se prikrivati dejstva, da vsaka PCR ali reakcija hibridizacije za razliko od izolacije virusa na jajcih skriva bistveno-notranjo negotovost povezano s prisotnostjo specifičnih mutacij v danem izolatu na povezovalnih koncih v svoji masi in/ali v poskusnih vzorcih, kar lahko povzroči lažno negativno reakcijo.

Tako kombinacija molekularnih (npr. za namene skrininga) in klasičnih metod (npr. za končno karakteriziranje izolatov in za potrditev diagnoze pri indeksnem primeru), pomaga v kompeziranju slabosti dveh diagnostičnih pristopov.

Hitre analize so oblikovane za namen detekcije virusnega antigena v odtisnih brisih tkiv in kriostatskih odrezkih s pomočjo imunofluorescence ali pa ELISA in sistemov dip-stick lateral flow systems v tekočini brisov. Do sedaj so se te tehnike pokazale kot manj občutljive od izolacije virusa ali PCR. Zaradi tega jih je težko priznati za ustrezne pri potrditvi diagnoze, posebej pri indeksnih primerih (Davison 1998, Selleck 2003, Cattoli 2004). Uporaba t.i. pen side testov v veterinarski praksi je na terenu še vedno na začetkih in jih je potrebno še naprej razvijati.

 

Indirektna detekcija AIV okužbe

Serologija na osnovi skupine-jate je koristna za namene skrininga (Beck 2003). Za detekcijo AIV specifičnih protiteles v vzorcih seruma ptic ali v rumenjaku pri jatah nesnic je še vedno zlati standard analiza inhibicije hemaglutinacije (HI) s pomočjo referenčnih podtipov antigenov. Skupna specifična protitelesa (influenca virus tip A) proti nukleokapsidnem proteinu je možno ugotavljati tudi s pomočjo agar gel imunoprecipitacije in s pomočjo ELISA (Meulemans 1987, Snyder 1985, Jin 2004). Kompetitivni ELISA formati omogočajo preiskovanje serumov vseh speciesov ptic, neodvisno od razpoložljivosti species-specifičnih konjugatov (Shafer 1998, Zhou 1998). Opisan je ELISA format za detekcijo H7-specifičnih protiteles (Sala 2003), toda za sedaj ni takšnega testa za detekcijo H5 specifičnih protiteles v ptičjih serumih.

Kinetika podtip specifičnih protiteles je odvisna od značilnosti seva virusa in prvenstveno od speciesa gostitelja. Pri kurjih vrstah ptic so lahko AIV-specifična protitelsa ugotovljiva tekom drugega tedna po ekspoziciji; protitelesa v jajčnem rumenjaku so ugotovljiva po nekaj dnevih (Beck 2003). Produkcija in detekcija protiteles pri speciseu Anatidae je še bolj variabilna (Suarez in Shultz-Cherry 2000).

 

Prenos

Prenos med pticami

Virusi ptičje gripe nizke patogenosti imajo pri vodnih pticah stabilen genetski ciklus (Webster 1992). Ciklus okužbe med pticami je odvisen od verig fekalno-oralnega prenosa. Poleg direktnega prenosa z gostitelja na gostitelja je pri sesalcih pomemben indirektni način prenosa z virusi kontaminirano vodo in predmetov iz okolja (ljudje, svinje, konji), kjer prevladuje prenos z aerosoli. Pri pticah je izmerjena največja ekskrecija, ki znaša do 108.7 x 50 % infekcijske doze za jajce(EID50) na gram fecesa (Webster 1978). Povprečni titri bodo veliko nižji. Virusi ptičje gripe imajo kljub delikatni morfologiji presenetljivo zmožnost, da obdržijo kužnost v okolju, posebej v površinskih vodah (Stallknecht 1990a+b, Lu 2003). Virusi suspendirani v vodi so obdržali infekcioznost (kužnost) več kot 100 dni pri temperaturi 17°C. Na temperaturi pod -50°C je možno virus hraniti neskončno. Podatki avtorjev Ito in sod. (1995) in Okazaki in sod. (2000) nudijo dokaz, da so virusi ptičje gripe v palearktičnih predelih zaščiteni v zmrznjeni vodi jezer tekom zime brez prisotnosti njihovih naravnih migracijskih gostiteljev. Po svoji vrnitvi se zaradi razmnoževanja v naslednji sezoni ptice ali njihovi (občutljivi) nasledniki ponovno okužijo z virusi, ki se po naključju sprostijo iz odmrznjene vode. Na osnovi teh dejstev se predpostavlja, da se virusi gripe ohranijo v okoljskem ledu tekom dolgih obdobij (Smith 2004) ter da se iz teh rezervoarjev stari virusi in genotipi lahko reciklirajo (Rogers 2004).

Vstop H5 ali H7 podtipov LPAI virusov v občutljive jate perutnine je osnova za verigo okužb, ki lahko pripeljejo do razvoja visoko patogenih biotipov de novo. Največje tveganje, da se okužba prenese z divjih ptic na domačo perutnino, je, kadar se domačo perutnino redi na odprtem, kadar ima le-ta skupne vire vode z divjimi pticami ali pa uporablja vodo in hrano, ki je lahko kontaminirana z iztrebki okuženih divjih ptic nosilk virusa (Capua 2003, Henzler 2003). Ptice se okužijo z direktnim stikom z živalmi, ki izločajo virus, s stikom z njihovimi izločki ali s stikom z vektorji (abiotski), ki so kontaminirani z materialom, ki vsebuje viruse. Kadar enkrat vstopi v domačo jato, je LPAIV lahko odvisen od faze adaptacije na perutninski species in ne rabi biti odvisen, da se izloči v količinah, ki zadostujejo, da bo možna horizontalna transmisija znotraj jate in med jatami. Kadar v jati okuženi s LPAI nastane HPAI, se ta širi na enaki način. Tako imenovani 'mokri' trgi, na katerih se prodaja živa perutnina v pogojih prenatrpanosti, so multiplikatorji širjenja (Shortridge 1998, Bulaga 2003).

Ukrepi za biološko varnost namenjeni izolaciji velikih posestev s piščanci učinkovito preprečujejo prenos okužbe s farme na farmo preko mehaničnih sredstev, kot so kontaminirana oprema, vozila, hrana, kletke ali obleka – posebej pa čevlji. Z analizo epizootije HPAI v Italiji l. 1999/2000 so bila ugotovljena naslednja tveganja za prenos: selitev okuženih jat (1.0%), posredni kontakti tekom prevoza v klavnico (8.5%), bližina okužene jate v radiusu 1 km (26.2%), tovornjaki za prevoz hrane, stelje ali trupel (21.3%), ostali indirektni kontakti tekom izmenjave osebja na farmi, delovne mehanizacije itd. (9.4%) (Marangon and Capua 2005). V tej epidemiji ni bilo namigov o aerogenem širjenju. Vendar so v epizootiji na Nizozemskem (2003) in v Kanadi (2004) upoštevali prenos po zraku (Landman in Schrier 2004, Lees 2004). Vloga živih vektorjev kot so podganje bolhe, ki lahko delujejo kot 'mehanski vektorji', ki sami niso okuženi, ni preveč neosnovana, toda vektorji ne predstavljajo glavnega dejavnika prenosa.

Do pojava azijskega rodu H5N1 HPAIV ponovni prestop HPAIV iz perutnine v populacijo divjih ptic ni imel nobene pomembne vloge. Aprila leta 2005 se je na jezeru Qinghai na severovzhodu Kitajske pojavila bolezen, ki jo je povzročal azijski rod H5N1 in je prizadela na tisoče gologlavih gosi in druge vrste migratornih rac, kormoranov in galebov (Chen 2005, Liu 2005). Zaradi tega je potrebno v prihodnosti računati, da bodo viruse azijskega rodu H5N1 prenašale divje ptice in to upoštevati pri oblikovanju preventivnih ukrepov (sledi diskusija o tem).

Od konca l. 2003 so bili v Aziji ugotovljeni nekateri virusi H5N1, ki so visoko patogeni za kokoši, ne pa za race (Sturm-Ramirez 2005). Pri eksperimentalnih infekcijah s temi izolati je bila dobljena heterogena zmes glede genetične analize in zmožnosti oblikovanja plakov v celičnih kulturah (Hulse Post 2005). Race, ki so preživele okužbo s temi izolati, so do 17 dni izločale virusno populacijo, ki je izgubila patogeni potencial za race. Ob uporabi kliničnih znakov za ugotavljanje prisotnosti HPAIV H5N1 na terenu bi race lahko postale 'Trojanski konj' za ta virus(Webster 2006).

 

Prenos na ljudi

Prenos virusov ptičje gripe na ljudi, ki povzročajo klinično razpoznavno bolezen je zelo redek pojav(Tabela 3). Glede na dejstvo, da je v jugovzhodni Aziji virusu HPAIV H5N1 potencialno eksponirano na milijone ljudi, je realno število dokumentirano zbolelih majhno, čeprav v zadnjih letih narašča (http://www.who.int/csr/disease/avian_influenza/country/en).

Prva povezava azijskega rodu HPAIV H5N1 s pojavom respiratornega obolenja pri ljudeh je bila ugotovljena l. 1997 v Hong Kongu. Tedaj je bilo 6 od 18 oseb okuženih z virusom H5N1. Zboleli so bili epidemiološko povezani z epizootijo, povzročeno z visoko patogenim H5N1, ki je razsajala na trgih z živimi pticami (Yuen 1998, Claas 1998, Katz 1999). Tveganje direktnega prenosa virusa H5N1 s ptic na človeka kaže, da je največje tveganje pri osebah, ki so v tesnem stiku z živo okuženo perutnino ali s površinami in s predmeti, ki so kontaminirani z njihovimi iztrebki. Tveganje za ekspozicijo je največje pri zakolu, čiščenju perutnine, rezanju na kose in pri pripravljanju perutnine za kuhanje (http://www.who.int/csr/don/2005_08_18/en/). Prisotnost azijskega rodu virusa HPAI H5N1 je bila ugotovljena v vseh tkivih-vključujoč meso-trupel ptic. Večkrat so prijavili, da so osebe, ki so bile pri zakolu ali so pripravljale meso bolnih ptic za konzumiranje, zbolele in umrle, medtem ko drugi člani družine, ki so zaužili takšno hrano niso zboleli (http://www.who.int/csr/don/2005_10_13/en/index.html).

 

Tabela 3. Dokumentirane okužbe ljudi z virusi ptičje gripe *

Datum

Država/predel

Sev

Zbolelo (umrlo)

Simptomi

Vir