Prosjektnummer
901051
Betydning av HPR0-varianten av ILA-virus for utbrudd av sykdommen ILA
• Prosjektet underbygger hypotesen om HPR0 ILAV som forløper til HPR-deletert (virulent) ILAV.
• Utvikling av virulens hos HPR-deletert ILAV skjer trolig stegvis med ulike mutasjoner fra lavvirulent til høyvirulent virus, og endring i organtropisme og replikasjonsevne har betydning for denne utviklingen.
• Subklinisk ILA kan forekomme hyppigere enn de kliniske utbruddene tilsier.
• Ulike stressfaktorer og infeksjoner kan være drivere for utvikling av virulent ILAV fra HPRO og/eller lavvirulent ILAV.
• Tradisjonelle biosikkerhetsrutiner fungerer godt som forebyggende tiltak dersom de etterleves.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Prosjektet støtter hypotesen om at ILAV HPR0 kan gi opphav til ILAV HPR-deletert, altså at den ikke-virulente varianten kan mutere og tilegne seg virulente egenskaper. Dette skjer sannsynligvis i en trinnvis prosess hvor virulensen gradvis økes. Endring i celletropisme hos ILAV representerte en nøkkelfaktor for denne virulensutviklingen, og lav virulens kan sannsynligvis knyttes til virusets evne til effektiv replikasjon.
Prosjektet hadde som en av sine målsetninger å finne dyrkningsmetode for HPR0 ILAV-varianten. Dette greide man ikke å oppnå. Til tross for dette er det i prosessen etablert en rekke nye cellelinjer fra ulike organer, hvorav to er mottakelige for virulent ILAV. Flere av disse er nå tatt i bruk som redskaper i in vitro studier på laks, og virker også lovende i tilknytning til transfeksjonsstudier som ble igangsatt som et alternativ for dyrking av HPR0 ILAV.
Prosjektet har gitt Veterinærinstituttet god erfaring i å jobbe med problemstillingen knyttet til HPR0 ILAV-dyrking, noe som er viktig for instituttets arbeid for å være i forkant med dyrkingsmetoder for ulike virus/virusvarianter inkludert HPR0, opprettholde et stort cellebibliotek og ha høy kompetanse på celledyrking.
Etablering av smittemodell for HPR0 ILAV ble mislykket på grunn av saprolegnia-kontaminasjon. Forsøket ble igangsatt sent i prosjektperioden, og kunne av tidsmessige årsaker ikke gjentas. I prosjektets ILA-materiale er mindre enn én prosent av alle registrerte ILA-tilfeller mellom 2004–2016 knyttet til ukjent smitteopphav, såkalte primærutbrudd, dvs. utbrudd som ikke direkte er forårsaket av nabosmitte eller annen kjent smittekontakt. Denne prosentandelen kan derved legges i kategorien “ikke-kjent smittekilde” som vil si ukjent reservoar og/eller et resultat av at HPR0 ILAV har mutert til virulent ILAV. Prosjektet har framskaffet dokumentasjon om risikofaktorer som er assosiert med slike primærutbrudd. I prosjektets materiale er slike faktorer knyttet til langvarig stress og høye tettheter, blanding av populasjoner og tidligere virusinfeksjoner i fiskegruppen som for eksempel IPN (immunsuppresjon), som kan være med å skape gunstige forhold for viruset på bekostning av verten.
Prosjektet dokumenterer igjen de smittemessige konsekvensene ved bruk av ulike slaktestrategier ved utbrudd. Erfaring har vist at de bekjempelsestiltakene som er vanlig i dag, fungerer godt dersom alle prosedyrer følges fra starten av. Dette innebærer bl.a. tidlig påvisning og tidlig reaksjon for å stoppe et utbrudd og hindre videre spredning til nabolokaliteter. Fremtidig håndtering av ILA bør derfor prioritere å oppdage utbrudd så tidlig som mulig, og deretter følge opp med effektive tiltak for å hindre horisontal smitte. Prosjektet har i denne sammenhengen utviklet en nettapplikasjon som vil kunne bidra raskt å identifisere hvilket risikonivå et anlegg har i forhold til en utbruddslokalitet.
To interessante problemstillinger i denne sammenhengen kom fram i arbeidsgruppemøtet som ble avholdt i regi av prosjektet i april 2017. Det ene er manglende kunnskap om ILA som bl.a. inkluderer erfaring med å gjenkjenne kliniske/patologiske tegn som del av den primære feltdiagnostikken av ILA. Videre ble det påpekt den potensielt lange forvaltningsmessige runden som lovverket innbyr til ved forvaltningsvedtak. Dette er forhold som begge bidrar til at ILA kan utvikle seg i lengre tid på en lokalitet før smittebegrensende tiltak iverksettes.
Prosjektet har i stor grad greid å utnytte parallelle prosjekt og ressurser slik at produksjonen assosiert til dette prosjektet har vært betydelig. Det er publisert fire artikler i internasjonale tidsskrift med fagfellevurdering primo 2018, en er sendt til publisering og en er i manus-form og vil sendes til publisering i løpet av kort tid. Det planlegges ytterligere 2–3 artikler i denne kategorien. Prosjektet har publisert to artikler i Norsk Fiskeoppdrett og avhold et arbeidsmøte med ca. 90 deltakere. Prosjektet har hatt 16 muntlige presentasjoner på ulike konferanser/faglige arenaer i inn- og utland.
Prosjektet støtter hypotesen om at ILAV HPR0 kan gi opphav til ILAV HPR-deletert, altså at den ikke-virulente varianten kan mutere og tilegne seg virulente egenskaper. Dette skjer sannsynligvis i en trinnvis prosess hvor virulensen gradvis økes. Endring i celletropisme hos ILAV representerte en nøkkelfaktor for denne virulensutviklingen, og lav virulens kan sannsynligvis knyttes til virusets evne til effektiv replikasjon.
Prosjektet hadde som en av sine målsetninger å finne dyrkningsmetode for HPR0 ILAV-varianten. Dette greide man ikke å oppnå. Til tross for dette er det i prosessen etablert en rekke nye cellelinjer fra ulike organer, hvorav to er mottakelige for virulent ILAV. Flere av disse er nå tatt i bruk som redskaper i in vitro studier på laks, og virker også lovende i tilknytning til transfeksjonsstudier som ble igangsatt som et alternativ for dyrking av HPR0 ILAV.
Prosjektet har gitt Veterinærinstituttet god erfaring i å jobbe med problemstillingen knyttet til HPR0 ILAV-dyrking, noe som er viktig for instituttets arbeid for å være i forkant med dyrkingsmetoder for ulike virus/virusvarianter inkludert HPR0, opprettholde et stort cellebibliotek og ha høy kompetanse på celledyrking.
Etablering av smittemodell for HPR0 ILAV ble mislykket på grunn av saprolegnia-kontaminasjon. Forsøket ble igangsatt sent i prosjektperioden, og kunne av tidsmessige årsaker ikke gjentas. I prosjektets ILA-materiale er mindre enn én prosent av alle registrerte ILA-tilfeller mellom 2004–2016 knyttet til ukjent smitteopphav, såkalte primærutbrudd, dvs. utbrudd som ikke direkte er forårsaket av nabosmitte eller annen kjent smittekontakt. Denne prosentandelen kan derved legges i kategorien “ikke-kjent smittekilde” som vil si ukjent reservoar og/eller et resultat av at HPR0 ILAV har mutert til virulent ILAV. Prosjektet har framskaffet dokumentasjon om risikofaktorer som er assosiert med slike primærutbrudd. I prosjektets materiale er slike faktorer knyttet til langvarig stress og høye tettheter, blanding av populasjoner og tidligere virusinfeksjoner i fiskegruppen som for eksempel IPN (immunsuppresjon), som kan være med å skape gunstige forhold for viruset på bekostning av verten.
Prosjektet dokumenterer igjen de smittemessige konsekvensene ved bruk av ulike slaktestrategier ved utbrudd. Erfaring har vist at de bekjempelsestiltakene som er vanlig i dag, fungerer godt dersom alle prosedyrer følges fra starten av. Dette innebærer bl.a. tidlig påvisning og tidlig reaksjon for å stoppe et utbrudd og hindre videre spredning til nabolokaliteter. Fremtidig håndtering av ILA bør derfor prioritere å oppdage utbrudd så tidlig som mulig, og deretter følge opp med effektive tiltak for å hindre horisontal smitte. Prosjektet har i denne sammenhengen utviklet en nettapplikasjon som vil kunne bidra raskt å identifisere hvilket risikonivå et anlegg har i forhold til en utbruddslokalitet.
To interessante problemstillinger i denne sammenhengen kom fram i arbeidsgruppemøtet som ble avholdt i regi av prosjektet i april 2017. Det ene er manglende kunnskap om ILA som bl.a. inkluderer erfaring med å gjenkjenne kliniske/patologiske tegn som del av den primære feltdiagnostikken av ILA. Videre ble det påpekt den potensielt lange forvaltningsmessige runden som lovverket innbyr til ved forvaltningsvedtak. Dette er forhold som begge bidrar til at ILA kan utvikle seg i lengre tid på en lokalitet før smittebegrensende tiltak iverksettes.
Prosjektet har i stor grad greid å utnytte parallelle prosjekt og ressurser slik at produksjonen assosiert til dette prosjektet har vært betydelig. Det er publisert fire artikler i internasjonale tidsskrift med fagfellevurdering primo 2018, en er sendt til publisering og en er i manus-form og vil sendes til publisering i løpet av kort tid. Det planlegges ytterligere 2–3 artikler i denne kategorien. Prosjektet har publisert to artikler i Norsk Fiskeoppdrett og avhold et arbeidsmøte med ca. 90 deltakere. Prosjektet har hatt 16 muntlige presentasjoner på ulike konferanser/faglige arenaer i inn- og utland.
Vitenskapelig publisering
– Debes H. Christiansen, Alastair J. A. McBeath, Maria Aamelfot, Iveta Matejusova, Mickael Fourrier, Patricia White, and Petra E. Petersen, ‘First field evidence of the evolution from a non-virulent HPR0
to a virulent HPR-deleted infectious salmon anaemia virus’, Journal of General Virology, 98/4 (2017), 595–606, (open access).
– Knut Falk and and Maria Aamelfot (2017) ‘Infectious Salmon Anaemia’, in P. T. K. Woo and R. C. Cipriano (eds.), Fish Viruses and Bacteria: Pathobiology and Protection (Oxfordshire: CAB International), 68–78. For ordering details, see CABI at https://www.cabi.org/bookshop/book/9781780647784/.
– Maria Aamelfot, Debes H. Christiansen, Ole Bendik Dale, Alastair McBeath, Sylvie L. Benestad, and Knut Falk, ‘Localised Infection of Atlantic Salmon Epithelial Cells by HPR0 Infectious Salmon Anaemia Virus’ PLoS ONE 11/3 (March 2016), e0151723, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0151723 (open access).
– Mickael Fourrier, Katherine Lester, Turhan Markussen, Knut Falk, Christopher J. Secombes, Alastair McBeath, and Bertrand Collet (2015), ‘Dual Mutation Events in the Haemagglutinin-Esterase and Fusion Protein
from an Infectious Salmon Anaemia Virus HPR0 Genotype Promote Viral Fusion and Activation by an
Ubiquitous Host Protease’. PLoS ONE 10/10 (2015),
e0142020., https://doi.org/10.1371/journal.pone.0142020 (open access).
Prosjektet har gitt ny kunnskap om utviklingen av virulent variant av ILA-virus, framskaffet dokumentasjon om risikofaktorer som er assosiert med såkalte primærutbrudd av ILA samt smittemessige konsekvenser ved bruk av ulike slaktestrategier ved utbrudd. Prosjektet har også etablert ulike cellelinjer fra laks som er viktige verktøy for fremtidige grunnleggende studier av virusets egenskaper.
-
Sluttrapport: Betydning av ILAV HPR0 for utbrudd av ILA
Veterinærinstituttet. Rapport 4–2018. Februar 2018. Av Edgar Brun, Maria Aamelfot, Lars Qviller, Trude Marie Lyngstad, Anja Bråten Kristoffersen, Hilde Sindre og Knut Falk.
I 2013 var det 10 utbrudd av ILA, hvorav 8 i Nordland, 1 i Troms og 1 i Sogn og Fjordane. Tre av utbruddene kan knyttes til horisontal kontakt til nærliggende anlegg med pågående ILA-utbrudd. Sju av utbruddene er isolerte, dvs. de har ingen påvist kontakt til kjente smittede populasjoner eller annen kjent smittekilde. Tilsvarende trend ser man for 2014. En rådende hypotese for de isolerte utbruddene er at mange av dem har sitt opphav i en a-/lavvirulent variant av ILA-virus (HPR0) som utvikles (muteres) til en virulent variant (HPR-deletert). Dette er en variant som relativt hyppig kan isoleres fra laks i oppdrett. Hypotesen har fått gjennomslag i Verdens dyrehelseorganisasjon (OIE), som gjorde HPR0 internasjonalt rapporteringspliktig fra og med 2014. OIE vedtar internasjonalt godkjente retningslinjer og prosedyrer med formål å redusere risikoen knyttet til handel med dyr og dyreprodukter (inklusivt akvatiske dyr). Smittestoff som blir tatt opp på OIE sine lister gir derfor enkeltland mulighet til å implementere handelsregulerende restriksjoner på import fra land som ikke kan dokumentere fravær av aktuelle smittestoff.
Bedre kunnskap om HPR0 og eventuelle mutasjonsprosesser (risikofaktorer (“drivere”), mekanismer og utviklingstrinn) vil derfor ha stor betydning for den praktiske forståelsen av HPR0 og eventuelt forebygging av ILA-utbrudd. Økt kunnskap om potensielle risikofaktorer for at dette kan skje sammen med kunnskap om risiko for lokal spredning av virulent HPR-deletert ILA-virus til/ fra enkeltlokaliteter (introduksjon/utslipp) er sentralt for å utføre en risikoprofilering av enkelt lokaliteter og derved hvordan enkeltanlegg (lokaliteter) praktisk sett kan forebygge utbrudd. Epidemiologiske data og virusundersøkelser vil samlet sett bidra til å klargjøre og forebygge risikoen knyttet til HPR0 hos oppdrettslaks.
Bedre kunnskap om HPR0 og eventuelle mutasjonsprosesser (risikofaktorer (“drivere”), mekanismer og utviklingstrinn) vil derfor ha stor betydning for den praktiske forståelsen av HPR0 og eventuelt forebygging av ILA-utbrudd. Økt kunnskap om potensielle risikofaktorer for at dette kan skje sammen med kunnskap om risiko for lokal spredning av virulent HPR-deletert ILA-virus til/ fra enkeltlokaliteter (introduksjon/utslipp) er sentralt for å utføre en risikoprofilering av enkelt lokaliteter og derved hvordan enkeltanlegg (lokaliteter) praktisk sett kan forebygge utbrudd. Epidemiologiske data og virusundersøkelser vil samlet sett bidra til å klargjøre og forebygge risikoen knyttet til HPR0 hos oppdrettslaks.
• Å beskrive mekanismer knyttet til overgang fra HPR0/ lavvirulent HPR–deletert ILA-virus til høyvirulente HPR-deleterte ILA-virus.
• Å identifisere genetiske markører som sier noe om i hvilket stadium et virus er i med tanke på utvikling fra HPR0 til høyvirulent HPR deletert ILAV.
• Å etablere smittemodell for HPR0.
• Å etablere kultiveringsmetode for HPR0 virus in vitro.
• Å beskrive og karakterisere risikofaktorer assosiert med isolerte ILA-utbrudd.
• Å etablere en modell for rangering av enkelt-lokaliteters risiko for å få ILA.
• Å identifisere genetiske markører som sier noe om i hvilket stadium et virus er i med tanke på utvikling fra HPR0 til høyvirulent HPR deletert ILAV.
• Å etablere smittemodell for HPR0.
• Å etablere kultiveringsmetode for HPR0 virus in vitro.
• Å beskrive og karakterisere risikofaktorer assosiert med isolerte ILA-utbrudd.
• Å etablere en modell for rangering av enkelt-lokaliteters risiko for å få ILA.
Det finnes flere ulike utgaver av HPR-deletert virus (virulente ILA-virus) som alle kan gi klinisk ILA. Det er en utbredt hypotese at alle disse forskjellige HPR-deleterte virus, som har kastet fra seg et ulikt antall baser i sin genstruktur, har mutert eller utviklet seg fra en og samme form av ILA-viruset som kan kalles et “mor”-virus. Faglig betegnes denne utgaven av viruset for HPR0 eller som et ikke-deletert ILA-virus, og oppfattes i dag som avirulent. HPR0 har i seg selv ikke evnen til å framkalle sykdommen ILA.
Prosjektet har som målsetning å framskaffe kunnskap som kan etterprøve denne mutasjonshypotesen, og se om man kan finne gode holdepunkt for at det er dette som faktisk skjer. Dette vil være sentralt for å øke forståelsen av ILA og spesielt HPR0 som en mulig forløper til den virulente utgaven av viruset. Resultater fra dette prosjektet har derved betydning for OIE sin listeføring av HPR0.
Dersom mutasjonshypotesen støttes, vil en gjennom prosjektet bedre kunne forstå prosessen fra HPR0 til ulike HPR-deleterte former, og man vil kunne identifisere faktorer som kan medvirke til at HPR0 drives fram til en virulent variant med evne til å gi ILA.
Kunnskapen om mutasjonsdrivende faktorer vil kunne benyttes til å utvikle mer optimal og praktisk forebyggingen av ILA-utbrudd, inklusive identifikasjon av risikofaktorer tilknyttet lokaliteter med forøket ILA-risiko. Dette vil gi mulighet for tidlig påvisning av gryende ILA-utbrudd (early detection) og samlet sett redusere næringens tap på grunn av ILA.
Dersom mutasjonshypotesen støttes, vil en gjennom prosjektet bedre kunne forstå prosessen fra HPR0 til ulike HPR-deleterte former, og man vil kunne identifisere faktorer som kan medvirke til at HPR0 drives fram til en virulent variant med evne til å gi ILA.
Kunnskapen om mutasjonsdrivende faktorer vil kunne benyttes til å utvikle mer optimal og praktisk forebyggingen av ILA-utbrudd, inklusive identifikasjon av risikofaktorer tilknyttet lokaliteter med forøket ILA-risiko. Dette vil gi mulighet for tidlig påvisning av gryende ILA-utbrudd (early detection) og samlet sett redusere næringens tap på grunn av ILA.
Prosjektet er tredelt:
Karakterisering av ILA virus HPR0
Veterinærinstituttet har i dag flere ulike primærceller fra atlantisk laks i langtidskulturer. I prosjektet vil disse bli utprøvd for å etablere en metode/prosedyre for in vivo-kultivering av HPR0. Oppformert virus vil kunne benyttes i smitteforsøk. Et “første generasjons” HPR-deletert ILA-virus har i smitteforsøk vist seg omtrent ikke å gi dødelighet. Videre bearbeiding av resultater og karakterisering av denne virusvarianten, vil kunne støtte etableringen av et modellsystem for smitteforsøk med HPR0 og er i seg selv et sikkert system for mutajonsundersøkelser. Gjennom smitteforsøk vil vi generere materiale for å undersøke/beskrive mekanismer og genetiske markører knyttet til ulike stadier i overgangen fra HPR0/ lavvirulent HPR-deletert ILA-virus til virulente HPR-deleterte ILA-virus som vil øke forståelsen av HPR0 virus, HPR0-infeksjonen (interaksjon vert-agens) og kriterier for en evt. mutasjonsovergang.
Karakterisering av ILA virus HPR0
Veterinærinstituttet har i dag flere ulike primærceller fra atlantisk laks i langtidskulturer. I prosjektet vil disse bli utprøvd for å etablere en metode/prosedyre for in vivo-kultivering av HPR0. Oppformert virus vil kunne benyttes i smitteforsøk. Et “første generasjons” HPR-deletert ILA-virus har i smitteforsøk vist seg omtrent ikke å gi dødelighet. Videre bearbeiding av resultater og karakterisering av denne virusvarianten, vil kunne støtte etableringen av et modellsystem for smitteforsøk med HPR0 og er i seg selv et sikkert system for mutajonsundersøkelser. Gjennom smitteforsøk vil vi generere materiale for å undersøke/beskrive mekanismer og genetiske markører knyttet til ulike stadier i overgangen fra HPR0/ lavvirulent HPR-deletert ILA-virus til virulente HPR-deleterte ILA-virus som vil øke forståelsen av HPR0 virus, HPR0-infeksjonen (interaksjon vert-agens) og kriterier for en evt. mutasjonsovergang.
Identifisering av lokaliteter med økt ILA risiko
Prosjektgruppen vil utvikle en metode for rangering av enkelt-lokaliteters risiko for å få ILA (basert på tilstedeværelse av HPR0 og for lokal spredning av virulent HPR-deletert ILA-virus) gjennom å beregne et kvantitativt risikoestimat for hver lokalitet. En slik modell vil være nyttig både med tanke på at overvåking kan gjøres mer effektiv og risikobasert, og at en kan implementere mer optimal sykdomsforebygging. Rangering av lokaliteter vil være basert på faktorer som brakkleggingsrutiner, biomassetetthet, dødelighet, sjøtemperatur, avstand til slakteri, avstand til transportled, andre sjukdommer, lusebehandling osv. Analysen vil ta utgangpunkt i isolerte ILA-utbrudd fra 2003–2014, havbruksdata og journaldata fra Veterinærinstituttet samt kunnskap generert i delprosjekt 1.
Prosjektgruppen vil utvikle en metode for rangering av enkelt-lokaliteters risiko for å få ILA (basert på tilstedeværelse av HPR0 og for lokal spredning av virulent HPR-deletert ILA-virus) gjennom å beregne et kvantitativt risikoestimat for hver lokalitet. En slik modell vil være nyttig både med tanke på at overvåking kan gjøres mer effektiv og risikobasert, og at en kan implementere mer optimal sykdomsforebygging. Rangering av lokaliteter vil være basert på faktorer som brakkleggingsrutiner, biomassetetthet, dødelighet, sjøtemperatur, avstand til slakteri, avstand til transportled, andre sjukdommer, lusebehandling osv. Analysen vil ta utgangpunkt i isolerte ILA-utbrudd fra 2003–2014, havbruksdata og journaldata fra Veterinærinstituttet samt kunnskap generert i delprosjekt 1.
Seminar/workshop – ILAV HPR0
ILA og speielt ILA-virus HPR0, har fått stor oppmerksomhet ved at OIE har gjorde HPR0 internasjonalt rapporteringspliktig. Det pågår i dag forskning knyttet til HPR0 i Chile, Canada, Færøyene og Skottland i tillegg til Norge. Prosjektgruppen ønsker derfor å arrangere et arbeidsseminar (workshop) knyttet til forskning på HPR0, hvor også andre relevante aktører som næringen, Mattilsynet, fiskehelsetjenester osv. inviteres.
ILA og speielt ILA-virus HPR0, har fått stor oppmerksomhet ved at OIE har gjorde HPR0 internasjonalt rapporteringspliktig. Det pågår i dag forskning knyttet til HPR0 i Chile, Canada, Færøyene og Skottland i tillegg til Norge. Prosjektgruppen ønsker derfor å arrangere et arbeidsseminar (workshop) knyttet til forskning på HPR0, hvor også andre relevante aktører som næringen, Mattilsynet, fiskehelsetjenester osv. inviteres.
Resultater fra prosjektet vil bli presentert i rapportform til FHF, på nasjonale og internasjonale konferanser, i internasjonale tidsskrifter med fagfellevurdering og norske fagtidsskrifter. Det vil bli laget et sammendrag fra arbeidsseminaret som både kan publiseres internasjonalt og i norske fagblad.
-
Sluttrapport: Betydning av ILAV HPR0 for utbrudd av ILA
Veterinærinstituttet. Rapport 4–2018. Februar 2018. Av Edgar Brun, Maria Aamelfot, Lars Qviller, Trude Marie Lyngstad, Anja Bråten Kristoffersen, Hilde Sindre og Knut Falk.