Bovine Vaccinia in dairy cattle and suspicion of vesicular disease on milkers in Brazil / Vaccinia bovina em gado leiteiro e suspeita de doença vesicular em ordenhadores no Brasil

ABSTRACT: Bovine vaccinia (BV) is a vesicular disease induced by the Vaccinia virus (VACV) that affects milk production and is an occupational zoonosis. This research had the following objectives: (i) detection of VACV by qPCR in cattle with clinical suspicion of vesicular disease; (ii) symptoms characterization in animals and milkers with clinical suspicion of the disease and virus detection in humans; and (iii) identification of risk factors for infections of VACV in herds from several Brazilian states. A total of 471 bovine epithelial samples from dairy farms, in 15 Brazilian states, were evaluated between 2007 and 2012. The samples were tested by quantitative PCR (qPCR) using SYBR Green® reagents, validated with a lower limit of detection of 100 TCID50/50µL (1.7x100 viral particles), and 45.1% of VACV positive samples were detected. Using official forms for epidemiological investigation (FORM-IN), the risk factors for VACV infections in cattle were determined to be farms with a lack of technological facilities (P=0.029) and the presence of rodents (P=0.001). There was an effect of seasonality in cattle with a higher occurrence of BV during the dry season. A total of 420 epidemiological questionnaires were applied at public health care centers, where 100% of the milkers had vesicular lesions on their hands (98.1%) and on their arms (6.9%). The most frequent clinical symptoms in humans were: local swelling (74.2%), headache (20.7%), fever (10.4%) and inguinal lymphadenopathy (74.2%). Only 19.98% of milkers aged between 39 and 58 years were seroreactive to VACV and were immunized with the human anti-smallpox vaccine. There was an increase in the frequency of BV in older individuals due to their natural decrease in specific immunity. It has been shown that the implementation of zootechnical management techniques and health planning are important for the prevention of BV in animals and humans.

RESUMO: Vaccinia bovina (VB) é uma doença vesicular induzida pelo Vaccinia virus (VACV) que afeta a produção de leite e é uma zoonose ocupacional. Este trabalho teve os seguintes objetivos: (i) detecção de VACV por qPCR em bovinos com suspeita clínica de doença vesicular; (ii) caracterização dos sintomas apresentados por animais e ordenhadores com suspeita clínica da doença e detecção do vírus em humanos; e (iii) identificação de fatores de risco para infecção por VACV em rebanhos de vários estados brasileiros. Um total de 471 amostras de epitélio bovino de fazendas leiteiras, em 15 estados brasileiros, foram avaliados entre 2007 e 2012. As amostras foram testadas por PCR quantitativa (qPCR) usando reagentes SYBR Green®, validados com um limite inferior de detecção de 100TCID50/50μL (1,7x100 partículas virais) e 45,1% das amostras positivas de VACV foram detectadas. Usando formulários oficiais de investigação epidemiológica (FORM-IN), os fatores de risco para infecções por VACV em bovinos foram determinados como fazendas com falta de instalações tecnológicas (P=0,029) e presença de roedores (P=0,001). Houve um efeito da sazonalidade no gado com maior ocorrência de VB durante a estação seca. Um total de 420 questionários epidemiológicos foram aplicados nos centros públicos de saúde, onde 100% dos ordenhadores apresentaram lesões vesiculares nas mãos (98,1%) e nos braços (6,9%). Os sintomas clínicos mais frequentes em humanos foram: inchaço local (74,2%), cefaleia (20,7%), febre (10,4%) e linfadenopatia inguinal (74,2%). Apenas 19,98% dos produtores de leite com idade entre 39 e 58 anos foram sororreagentes ao VACV e foram imunizados com a vacina contra a varíola humana. Houve um aumento na frequência de BV em indivíduos mais velhos devido à sua diminuição natural na imunidade específica. Demonstrou-se que a implementação de técnicas de gestão zootécnica e planejamento sanitário são importantes para a prevenção da VB em animais e seres humanos.

Circovírus suíno 2b: isolamento e taxa de mutação em linhagem de célula de macrófagos (J744) / Porcine circovirus 2b: isolations and mutation rate in J744 lineage macrophage cell

Porcine circovirus 2 (PCV2) está associado a vários sinais clínicos que são designados coletivamente como Circovirose e tem grande impacto na suinocultura. O isolamento viral é classicamente realizado em células da linhagem PK-15, contudo outras células têm sido testadas. Apesar dos avanços nos estudos com PCV2, o isolamento ainda é um desafio. Diante da dificuldade de manutenção dessas linhagens celulares comumente utilizadas associadas à necessidade do uso de substâncias tóxicas para o isolamento de PCV2, os objetivos do presente trabalho foram descrever o primeiro isolamento de Porcine circovirus 2b em linhagens de células de macrófago (J744) e verificar a taxa de mutação nesse sistema. Uma amostra de pulmão foi submetida ao sequenciamento e agrupada ao genótipo PCV2b. Essa amostra foi utilizada para inocular uma garrafa de J744 (com 30% de confluência em meio RPMI com 10% de soro fetal bovino) e submetida a cinco passagens, as quais foram acompanhadas por reação em cadeia da polimerase quantitativa (PCRq). As cargas virais inicial e final foram de 2,90 × 103 e de 4,45 × 108 cópias de DNA/µL para PCV2b, respectivamente. O sequenciamento confirmou o isolamento e descartou o coisolamento de mais de um genótipo. Após cinco passagens, o isolado apresentou identidade de 99,7%, com descrição de cinco mutações pontuais, uma sinônima e quatro não sinônimas, observadas nas regiões do gene cap e rep. Os resultados obtidos demonstram que as células J744 apresentam a susceptibilidade, e a instabilidade do vírus em J744 será importante para a compreensão do vírus.(AU)

Porcine circovirus 2 (PCV2) is associated with various clinical signs that are collectively designated as Circovirosis and has a great impact on the pig industry. The virus isolation is classically performed on PK-15 cell line, but other cells have been tested. Despite advances in studies with PCV2, isolation is still a challenge. The difficulty of maintaining these cell lines commonly used associated with the use of toxic substances to the isolation of PCV2 had stimulated the present study, that had the objectives to describe the first isolation of PCV2b in macrophage cell lines, J744 and verify the mutation rate at this system. A sample of lung was pooled and submitted to sequencing in which was classified in genotype PCV2b. This sample was used to inoculate a bottle of J744 with 30% of confluence in RPMI with 10% fetal bovine serum and submitted to five passages, which were accompanied by chain reaction quantitative polymerase (PCRq). The initial and final viral loads were 2.90 × 103 and 4.45 × 108 DNA copies/µL for PCV2b, respectively. Sequencing confirmed the isolation and had eliminated possible co-isolation of more than one genotype. After five passages, the isolate showed 99.7% identity with description of five point of non-synonymous or/and synonymous mutations observed in the cap and rep gene. The results demonstrate that J744 cells exhibit susceptibility, and the instability of the virus in J744 will be important for understanding the virus.(AU)

Circovírus suíno 2b: isolamento e taxa de mutação em linhagem de célula de macrófagos (J744) / Porcine circovirus 2b: isolations and mutation rate in J744 lineage macrophage cell

Porcine circovirus 2 (PCV2) is associated with various clinical signs that are collectively designated as Circovirosis and has a great impact on the pig industry. The virus isolation is classically performed on PK-15 cell line, but other cells have been tested. Despite advances in studies with PCV2, isolation is still a challenge. The difficulty of maintaining these cell lines commonly used associated with the use of toxic substances to the isolation of PCV2 had stimulated the present study, that had the objectives to describe the first isolation of PCV2b in macrophage cell lines, J744 and verify the mutation rate at this system. A sample of lung was pooled and submitted to sequencing in which was classified in genotype PCV2b. This sample was used to inoculate a bottle of J744 with 30% of confluence in RPMI with 10% fetal bovine serum and submitted to five passages, which were accompanied by chain reaction quantitative polymerase (PCRq). The initial and final viral loads were 2.90 × 103 and 4.45 × 108 DNA copies/µL for PCV2b, respectively. Sequencing confirmed the isolation and had eliminated possible co-isolation of more than one genotype. After five passages, the isolate showed 99.7% identity with description of five point of non-synonymous or/and synonymous mutations observed in the cap and rep gene. The results demonstrate that J744 cells exhibit susceptibility, and the instability of the virus in J744 will be important for understanding the virus.

Porcine circovirus 2 (PCV2) está associado a vários sinais clínicos que são designados coletivamente como Circovirose e tem grande impacto na suinocultura. O isolamento viral é classicamente realizado em células da linhagem PK-15, contudo outras células têm sido testadas. Apesar dos avanços nos estudos com PCV2, o isolamento ainda é um desafio. Diante da dificuldade de manutenção dessas linhagens celulares comumente utilizadas associadas à necessidade do uso de substâncias tóxicas para o isolamento de PCV2, os objetivos do presente trabalho foram descrever o primeiro isolamento de Porcine circovirus 2b em linhagens de células de macrófago (J744) e verificar a taxa de mutação nesse sistema. Uma amostra de pulmão foi submetida ao sequenciamento e agrupada ao genótipo PCV2b. Essa amostra foi utilizada para inocular uma garrafa de J744 (com 30% de confluência em meio RPMI com 10% de soro fetal bovino) e submetida a cinco passagens, as quais foram acompanhadas por reação em cadeia da polimerase quantitativa (PCRq). As cargas virais inicial e final foram de 2,90 × 103 e de 4,45 × 108 cópias de DNA/µL para PCV2b, respectivamente. O sequenciamento confirmou o isolamento e descartou o coisolamento de mais de um genótipo. Após cinco passagens, o isolado apresentou identidade de 99,7%, com descrição de cinco mutações pontuais, uma sinônima e quatro não sinônimas, observadas nas regiões do gene cap e rep. Os resultados obtidos demonstram que as células J744 apresentam a susceptibilidade, e a instabilidade do vírus em J744 será importante para a compreensão do vírus.

Influence of the inclusion of spray-dried animal plasma in weanling pigs' diet on porcine circovirus type 2 (PCV2) loads / Influência da inclusão do plasma sanguíneo na dieta de leitões desmamados sobre a carga viral de circovírus suíno tipo 2 (PCV2)

Spray-dried animal plasma (SDAP), a natural byproduct of the meatpacking industry, has been shown to have beneficial effects on growth and performance of weaned pigs. Porcine circovirus 2 (PCV2) is an important virus that is disseminated in the pork industry. Regardless of the studies evaluating the possible transmission of PCV2 through SDAP, there is no information about the effects of its inclusion in the PCV2 loads in natural infections. The present investigation evaluated the influence of dietary inclusion levels of SDAP in weanling pigs on PCV2 viremia and humoral immune response. Fifty-six weaned piglets were fed in a 2-period feeding program. Dietary treatments included 0%, 2%, 4% or 6% and 0%, 1%, 2% or 3% of SDAP during period 1 (14 to 28 days old) and 2 (29 to 42-days old), respectively. In period 3 (42 to 56 days old), all piglets received a SDAP-free diet. Serum samples were collected weekly and tested for PCV2 antibodies and DNA load. The results show that the concentration of 6% and 3% of SDAP on feed offered for pigs during period 1 and 2, respectively, may have decreased the PCV2 loads.(AU)

O plasma sanguíneo em pó (PSP), produto natural de indústria frigorífica, tem mostrado efeitos benéficos sobre o crescimento e desempenho de leitões desmamados precocemente. Atualmente, embora o circovírus suíno 2 (PCV2) tenha grande importância para a suinocultura, não há informações sobre o impacto do uso de PSP e a resposta imune ao PCV2 em infecções naturais. Este trabalho avaliou diferentes níveis de inclusão de PSP em dietas de leitões e as cargas virais de PCV2 correspondentes. Quatro níveis de inclusão de PSP foram testados em dois períodos consecutivos: 0, 2, 4 ou 6% durante o período 1 (14 aos 28 dias de idade) e 1, 2 ou 3% de PSP durante o período 2 (29 a 42 dias de idade). No período 3 (42 aos 56 dias de idade), todos os leitões foram alimentados com dieta isenta de PSP. Amostras de soro foram coletadas semanalmente e testadas para anticorpos anti-PCV2 e carga de DNA de PCV2. As concentrações de 6% e 3% de PSP fornecidas nas rações durante o período 1 e 2, respectivamente, influenciaram na carga viral de PCV2 de suínos naturalmente infectados.(AU)

Micoplasma hyopneumoniae associado ao circovírus suíno tipo 2 em plantéis não vacinados para micoplasmose / Mycoplasma hyopneumoniae associated with porcine circovirus type 2 in non-vaccinated herds for mycoplasmosis

A síndrome circovirose suína e doenças associadas (PCVAD) tem sido descrita em diversas regiões do mundo. Seu agente primário, o circovírus suíno tipo 2 (PCV2), está associado a elevados índices de refugagem nas granjas e a vultuosos prejuízos econômicos. Diversos fatores de risco estão relacionados à manifestação dos quadros clínicos da síndrome, nomeadamente deficiências de manejo, presença de coinfecções e imunização diante do agente. Entre os agentes frequentemente relatados associados ao PCV2 está o Mycoplasma hyopneumoniae. Este estudo objetivou verificar a ocorrência de M. hyopneumoniae em animais diagnosticados estarem acometidos pela PCVAD, em sistemas intensivos de produção de suínos do estado de Goiás. Amostras de secreção nasal de 40 animais foram analisadas para a pesquisa do DNA de M. hyopneumoniae. Do total das amostras de secreção nasal, 6 (15%) foram positivas na reação em cadeia da polimerase (PCR) para o M. hyopneumoniae, apenas em granjas que não praticavam a vacinação contra esse agente. Os resultados relacionados à presença de micoplasma estão de acordo com os achados clínicos dos animais analisados que apresentavam sintomatologia de doenças respiratórias e lesões relacionadas ao trato respiratório. Este é o primeiro relato da associação de PCV2 com M. hyopneumoniae em suínos identificados com PCVAD no estado de Goiás.(AU)

Porcine circovirus associated diseases (PCVAD) have been reported around the world. They are associated with high culling rates and large economic losses. Porcine circovirus type 2 (PCV2) is the primary causative agent. Several risk factors are related to the manifestation of clinical syndrome, including deficiencies of management, presence of co-infections and immunization against involved agents. Mycoplasma hyopneumoniae is often reported as an agent associated to PCV2 infections. The aim of this study was to verify the occurrence of M. hyopneumoniae in animals diagnosed with PCVAD in intensive pig farming systems in Goiás, Brazil. Forty nasal secretion samples were collected for M. hyopneumoniae DNA detection by polymerase chain reaction (PCR). Out of this, 6 (15%) were positive for M. hyopneumoniae DNA. All positive samples were collected from animals in non-vaccinated herds. Mycoplasma has been detected in animals showing clinical signs and lesions of respiratory diseases. To our knowledge, this is the first report of PCV2 association with M. hyopneumoniae in pigs with PCVAD identified in the state of Goiás, Brazil.(AU)

Revisiting the taxonomical classification of Porcine Circovirus type 2 (PCV2): still a real challenge.

BACKGROUND: PCV2 has emerged as one of the most devastating viral infections of swine farming, causing a relevant economic impact due to direct losses and control strategies expenses. Epidemiological and experimental studies have evidenced that genetic diversity is potentially affecting the virulence of PVC2. The growing number of PCV2 complete genomes and partial sequences available at GenBank questioned the accepted PCV2 classification. METHODS: Nine hundred seventy five PCV2 complete genomes and 1,270 ORF2 sequences available from GenBank were subjected to recombination, PASC and phylogenetic analyses and results were used for comparison with previous classification scheme. RESULTS: The outcome of these analyses favors the recognition of four genotypes on the basis of ORF2 sequences, namely PCV2a, PCV2b, PCV2c and PCV2d-mPCV2b. To deal with the difficulty of founding an unambiguous classification and accounting the impossibility to define a p-distance cut-off, a set of reference sequences that could be used in further phylogenetic studies for PCV2 genotyping was established. Being aware that extensive phylogenetic analyses are time-consuming and often impracticable during routine diagnostic activity, ORF2 nucleotide positions adequately conserved in the reference sequences were identified and reported to allow a quick genotype differentiation. CONCLUSIONS: Globally, the present work provides an updated scenario of PCV2 genotypes distribution and, based on the limits of the previous classification criteria, proposes new rapid and effective schemes for differentiating the four defined PCV2 genotypes.

The cap gene of porcine circovirus type 2 (PCV2) evolves by positive selection in vitro / O gene cap de circovírus suíno tipo 2 (PCV2) evolui por seleção positiva in vitro

This article reports the genetic divergence of PCV2 after passages in VERO and SK-RST cell lines. Fisher’s exact test indicated a trend for positive selection on the cap gene. These results allow insights on the development of PCV2 vaccines and the evolution of the genus Circovirus.

Este artigo relata a divergência genética de PCV2 após passagens em células das linhagens VERO e SK-RST. O teste exato de Fisher indicou tendência para seleção positiva no gene cap. Estes resultados permitem inferências relativas ao desenvolvimento de vacinas contra PCV2 e sobre a evolução do gênero Circovirus.