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El objetivo de este trabajo fue estudiar la prevalencia y distribución de Astrovirus porcino (PAstV), Kobuvirus porcino (PKoV), Torovirus porcino (PToV), Orthoreovirus de mamíferos (MRV) y Mastadenovirus porcino (PAdV), así como su asociación con virus ampliamente reconocidos como causantes de diarrea en porcino como coronavirus (CoV) y rotavirus (RV) en brotes de diarrea en explotaciones porcinas españolas. Además, se caracterizó genéticamente una selección de las cepas virales. |
VIRUS ENTÉRICOS PORCINOS
LOS SOSPECHOSOS HABITUALES
Las enfermedades entéricas causadas por virus son muy prevalentes y tienen un impacto negativo en la producción porcina1.
Los coronavirus (CoV) y los rotavirus (RV) son los virus más comunes y reconocidos como responsables de la diarrea en cerdos2-4 (Tabla 1).
ROTAVIRUS
Entre los RV, Rotavirus A (RVA) y Rotavirus C (RVC) son las especies más relevantes3 y están implicados principalmente en brotes de diarrea en lechones lactantes y destetados, aunque pueden detectarse en todas las fases de la producción porcina3.
CORONAVIRUS
Más recientemente, un virus recombinante entre el VGET y el VDEP, conocido como Coronavirus entérico porcino (SeCoV), ha sido identificado en granjas porcinas europeas7-10, causando una enfermedad diarreica idéntica a la causada por el VGET y el VDEP3,11.
Asimismo, otros dos CoV porcinos, el Deltacoronavirus porcino (PDCoV)12 y el Coronavirus del síndrome de diarrea aguda porcina (SADS-CoV)13,14, un Alphacoronavirus, también se han descrito como causa de brotes de diarrea, aunque nunca se han detectado en explotaciones porcinas europeas.
OTROS VIRUS ENTÉRICOS
Además de estos agentes infecciosos, en granjas porcinas se han detectado otros virus entéricos (Tabla 1) en cerdos con diarrea en todo el mundo, aunque su papel etiológico sigue sin estar claro:
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Estos virus se identifican frecuentemente en coinfecciones con CoV y RV4,38-45, pero también se detectan habitualmente en animales sanos39,46-50. La enteropatogenicidad de PAstV, MRV y PAdV se ha demostrado en lechones convencionales infectados experimentalmente51-55, pero no conocemos la existencia de desafíos experimentales con PKoV o PToV. |
VIRUS ENTÉRICOS PORCINOS EN ESPAÑA
1. Estudiar la prevalencia y distribución de los virus entéricos PAstV, PKoV, PToV, MRV y PAdV en brotes de diarrea en explotaciones porcinas de España.
2. Identificar su asociación con virus ampliamente reconocidos como causantes de diarrea, como CoV y RV.
3. Caracterizar una selección de las cepas virales obtenidas para investigar sus relaciones filogenéticas.
En conjunto, los resultados obtenidos aportan información sobre la etiología de las enfermedades entéricas en porcino que puede ser utilizada para diseñar e implementar estrategias de diagnóstico y control adecuadas. |
MATERIAL Y MÉTODOS
RECOGIDA Y PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS
El estudio se llevó a cabo [registrados]entre enero de 2017 y octubre de 2020 en 206 explotaciones porcinas españolas con brotes de diarrea que afectaban a:
De cada granja se recibieron 2-6 muestras de heces individuales y el veterinario responsable de la explotación clasificó el brote, en función de criterios clínicos como la velocidad de progresión de la enfermedad o la respuesta a los antimicrobianos, como:
Las muestras individuales se mezclaron para preparar una muestra conjunta de heces por granja que se diluyó 1:2 (v/v) en solución salina estéril tamponada con fosfato (PBS), se homogeneizó en vórtex y se clarificó mediante centrifugación.
El ácido nucleico se extrajo a partir de 140 μl del sobrenadante y utilizando un kit comercial (QIAMP Viral RNA and DNA Mini Kit, QIAGEN), siguiendo las instrucciones del fabricante. Tras la extracción se almacenó a -80 °C hasta su uso.
DETECCIÓN MOLECULAR DE VIRUS ENTÉRICOS PORCINOS
Se llevaron a cabo cuatro PCRs de transcripción reversa o RT-PCR múltiplex utilizando el kit Verso 1-Step RT-PCR ReddyMix (Thermo Scientific) para la detección de:
Las reacciones se llevaron a cabo en las siguientes condiciones: 50 °C durante 30 min, 95 °C durante 2 min, 45 ciclos a 95 °C durante 20 s, 50 °C durante 30 s y 72 °C durante 1 min y 30 s, seguidos de un paso final de extensión a 72 °C durante 10 min.
SECUENCIACIÓN Y ANÁLISIS FILOGENÉTICO
Se seleccionaron 14 muestras para su secuenciación en función de los resultados de la RT-PCR (muestras con el mayor número de virus diferentes detectados).
Finalmente, las secuencias obtenidas fueron alineadas y comparadas filogenéticamente con otras secuencias completas disponibles en la plataforma GenBank.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Los análisis estadísticos de los datos se realizaron mediante las pruebas exacta y ANOVA de Fisher utilizando Epi InfoTM para un nivel de confianza del 95%.
RESULTADOS
PREVALENCIA Y DISTRIBUCIÓN DE LOS DISTINTOS VIRUS ENTÉRICOS PORCINOS EN LOS BROTES DE DIARREA EN ESPAÑA
Se detectó al menos uno de los virus entéricos investigados en 160 de los 206 brotes investigados (77,7%).
PAstV fue el virus más frecuentemente detectado (48,5%; n = 100), seguido de PKoV (27,2%; n = 56), VDEP (19,9%; n = 41), PAdV (14,1%; n = 29), RVA (13,6%; n = 28), PToV (11,2%; n = 23), RVC (6,3%; n = 13) y MRV (4,4 %; n = 9).
NO SE DETECTARON EN NINGUNA DE LAS EXPLOTACIONES INVESTIGADAS EL VGET NI EL SeCoV
La prevalencia de brotes de diarrea positivos (un resultado positivo para al menos uno de los virus analizados) fue similar (p = 0,787) entre los periodos de lactación (75,8%, 50 de 66), postdestete-transición (76,6%, 49 de 64) y engorde (80,3%, 61 de 76). Sin embargo, se observaron diferentes patrones de distribución por edades para cada uno de los virus investigados (Figura 1).
LA MAYORÍA DE LOS BROTES INVESTIGADOS (50,0%; 103 DE 206) SE PRODUJERON DURANTE EL PRIMER TRIMESTRE EN COMPARACIÓN CON EL RESTO DEL AÑO (P < 0,001)
La distribución estacional fue clara para el VDEP que se detectó con mayor frecuencia durante el invierno (de enero a marzo) (p = 0,011), pero no se observó para ninguno de los otros virus entéricos investigados (Figura 2).
El riesgo de resultado positivo a, al menos, uno de los virus analizados fue mayor en los brotes en los que el veterinario clínico indicó que existía sospecha de etiología viral (OR= 2,52; IC 95%: 1,27-5,04) en comparación con los brotes sin sospecha vírica (85,4% frente a 69,9%).
PREVALENCIA Y DISTRIBUCIÓN DE LAS COINFECCIONES VÍRICAS EN LOS BROTES DE DIARREA EN ESPAÑA
En 69 de los 206 brotes analizados (33,5%) se detectó un único agente viral, mientras que 56 (27,2%) presentaron coinfección con dos virus al mismo tiempo y 35 (17,0%) fueron positivos a más de dos (hasta 5 especies víricas diferentes detectadas simultáneamente en tres granjas distintas).
Tal y como se muestra en la Tabla 2, PAstV y PKoV se detectaron en casi el 30% de los brotes positivos como infección única, mientras que PToV, MRV y PAdV se detectaron en más del 90% de los brotes positivos coinfectando con el VDEP, RV u otros virus entéricos.
Las combinaciones virales más frecuentes (Top 8) se muestran en la Tabla 3.
SECUENCIACIÓN Y ANÁLISIS FILOGENÉT ICO DE PAstV, PKoV Y PToV
Los resultados de la secuenciación de nueva generación (NGS) en 14 muestras de heces se muestran en la Tabla 4.
PAstV SE DETECTARON CUATRO ESPECIES DE PAstV (PAstV2 A PAstV5), SIENDO PAstV4 Y PAstV2 LAS MÁS REPRESENTADAS La mayoría de las secuencias españolas de PAstV se agruparon con cepas norteamericanas del mismo linaje, aunque PAstV4 se agrupó con secuencias de Japón y algunas de PAstV2 con secuencias de Europa y China (Figura 5). |
PKoV En cuanto al análisis filogenético de PKoV (Figura 6), las tres secuencias obtenidas en este estudio se agruparon con otros aislados españoles y húngaros descritos con anterioridad. |
PToV Se obtuvo un único genoma completo de PToV y, cuando se comparó con PToV descritos previamente, su identidad nucleotídica fue del 88,6-94,1%, mientras que cuando se comparó con secuencias de Torovirus de otras especies animales fue del 77,3-87,9%. |
DISCUSIÓN
El papel enteropatógeno de PAstV, PKoV, PToV, MRV y PAdV sigue siendo controvertido y los estudios de casos y controles que han comparado las ratios de detección en cerdos con diarrea y en cerdos sanos no han logrado, por el momento, clarificar esta cuestión39,46-50.
PREVALENCIAS
En este estudio nos planteamos como objetivo determinar, como punto de partida, la prevalencia de estas especies víricas entéricas en brotes de diarrea de diferentes edades y estudiar su asociación con enteropatógenos víricos bien reconocidos como los CoV (VDEP, VGET y SeCoV) y los RV (RVA y RVC).
NUESTROS RESULTADOS CONFIRMAN QUE LAS INFECCIONES POR PAstV Y PKoV SON ALTAMENTE PREVALENTES EN LAS GRANJAS PORCINAS EUROPEAS, TAL Y COMO HABÍAN DESCRITO VARIOS ESTUDIOS19,46,49,50,56
En concordancia con un informe previo en Hungría49, el PAdV fue menos frecuente (14,1% de los brotes positivos) mientras que el PToV solo se identificó en el 11,2% de las granjas investigadas, en contraposición a la amplia distribución de este virus evidenciada por otro estudio español que estimó más del 99% de animales seropositivos entre los cerdos de más de 11 semanas de edad57.
Por último, el MRV se detectó con menor frecuencia (4,4%), no existiendo datos previos sobre su prevalencia en las explotaciones porcinas europeas.
En cuanto a los CoV podemos destacar que no se detectaron ni el VGET ni el SeCoV, identificándose el VDEP en el 19,9% de los brotes de diarrea investigados. Finalmente, la prevalencia de brotes positivos a RVA y RVC fue del 13,6 y el 6,3%, respectivamente. |
DISTRIBUCIÓN POR EDADES
Se observaron tres patrones de distribución por edades entre los virus entéricos investigados.
Estudios previos en granjas porcinas europeas han informado de una tendencia similar para el PAstV46,49,50. Como se ha descrito para los RVA en granjas porcinas1, la disminución de anticuerpos maternales específicos podría explicar el aumento de la prevalencia del PAstV en el periodo postdestete.
ESTACIONALIDAD
Solo se demostró una distribución estacional para los brotes positivos de VDEP, que fueron más comunes durante los meses más fríos del año (enero-marzo).
NO SE HA DESCRITO ESTACIONALIDAD PARA LOS RV PORCINOS3
SOSPECHA DE ETIOLOGÍA VIRAL
Curiosamente, los criterios clínicos veterinarios que sugieren una presunta etiología viral se asociaron con la detección viral mediante análisis moleculares.
Esto fue particularmente evidente para los brotes positivos al VDEP, pero también para PAdV y en menor medida para PAstV, PToV o MRV. Por el contrario, RVA, RVC y PKoV se detectaron principalmente en brotes sin sospecha vírica.
COINFECCIONES
Las coinfecciones fueron relativamente frecuentes, detectándose dos o más virus en casi el 40% de los brotes investigados.
En concordancia con estudios anteriores realizados en Europa49, China4,47 o Canadá44, el número de especies víricas diferentes detectadas en un brote aumenta con la edad de los cerdos afectados.
LAS INFECCIONES SIMPLES FUERON MÁS FRECUENTES EN LECHONES LACTANTES, MIENTRAS QUE EN CERDOS POSTDESTETE Y DE ENGORDE SE OBSERVARON COINFECCIONES SIMULTÁNEAS CON HASTA CINCO VIRUS
Muchos factores asociados al destete, como los cambios en la dieta, la colocación en un entorno nuevo y más contaminado, la mezcla de cerdos o la pérdida de inmunidad pasiva, pueden favorecer la infección por diferentes especies víricas. Además, se ha propuesto que la maduración del sistema inmunitario asociado al intestino tras el destete puede prevenir el desarrollo de enfermedades entéricas asociadas a infecciones simples para aquellos virus entéricos con una enteropatogenicidad moderada64.
SON NECESARIAS MÁS INVESTIGACIONES PARA DESCIFRAR LAS INTERACCIONES ENTRE LOS VIRUS ENTÉRICOS QUE PUEDEN DESEMPEÑAR UN PAPEL PRIMARIO O SECUNDARIO EN LA ETIOLOGÍA DE LA ENFERMEDAD ENTÉRICA EN CERDOS
Cabe señalar que los enfoques cuantitativos basados en la PCR cuantitativa (qPCR) y la secuenciación de nueva generación (NGS), que permiten estimar la carga viral, podrían aportar información adicional relevante en la investigación de la etiología de infecciones entéricas del ganado porcino.
Como proponen Cortey y colaboradores63, la determinación de la abundancia relativa de las distintas especies virales en las coinfecciones permite identificar el virus predominante que, con toda probabilidad, puede proponerse como agente etiológico primario.
ANÁLISIS FILOGENÉTICO
Por último, el análisis filogenético reveló que la mayoría de las cepas de PAstV se clasificaban como PAstV4 (50,0%, 8/16) y PAstV2 (31,2%, 5/16), siendo estas dos especies las más prevalentes en cerdos con diarrea en España, de forma similar a lo descrito en varios países europeos46,50,67, en Norteamérica68 y en Asia39,69,70.
Los análisis filogenéticos de PKoV revelaron que todas las secuencias completas españolas disponibles (incluidas las tres identificadas en nuestro estudio) estaban incluidas en un único clúster local junto con una cepa húngara y bien diferenciadas de otros aislados europeos38, mientras que la única secuencia completa del genoma de PToV obtenida en esta investigación se agrupó junto con otros aislados de PToV de Europa, América o Asia25,26.
CONCLUSIONES
El hecho de que estos virus entéricos estén frecuentemente implicados en coinfecciones entre ellos y con enteropatógenos virales bien reconocidos, como CoV o RV, hace necesarios estudios adicionales de vigilancia y caracterización, así como investigaciones para evaluar su potencial patogénico tanto en infecciones experimentales como naturales.
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