Lietuvos kiaulininkystė dar niekada nebuvo susidūrusi su tokiais iššūkiais, kuriuos sukėlė afrikinio kiaulių maro virusai (AKM), patekę į Lietuvos Respublikos teritoriją kartu su migruojančiais šernais 2014 m. sausį. Šie ypač pavojingi kiaulėms patogenai netruko patekti ir į jų populiaciją.

Dėl AKM infekcijos dar 2014 m. buvo sunaikinta 19 400 kiaulių stambiame komplekse. Iki šiol nedideli AKM protrūkiai nuolatos vargina smulkių ūkių savininkus, atsakingų institucijų veterinarijos gydytojus bei specialistus. Visos brangiai kainuojančios kontrolės ir kovos priemonės su šia ypač pavojinga ir ekonomiškai nuostolinga liga leido kiek lengviau atsikvėpti ir tikėtis, kad AKM galima suvaldyti, tačiau liepą Jonavos r. kiaulių komplekse buvo patvirtintas AKM židinys. Nugaišintos 24 296 kiaulės.

Atsižvelgiant į komplikuotą AKM epidemiologinę situaciją Lietuvoje, daugumai kiaulininkystės srityje dirbančių veterinarijos gydytojų ir kitų žemės ūkio specialistų, taip pat ir didelei medžiotojų bendruomenei, kilo daug klausimų apie AKM sukėlėjo savybes, jo plitimą tarp šernų ir kiaulių, pokyčius laukinėje gamtoje.

Makrofagai ir monocitai – pagrindiniai AKM taikiniai

Didelių nuostolių padarę AKM virusai priklauso biologiškai atskirai Asfaviridae šeimai, turi dvigubai susuktą DNR, kurioje užkoduota visa svarbiausia informacija apie viruso baltymų struktūrą. Priklausomai nuo vieno iš 22 genotipų virusinės padermės, AKM DNR dydis gali būti 170–190 kbp, priskaičiuojama apie 150 atvirų nuskaitymo rėmelių. AKM virionų išskirtinis, apie 200 nm dydžio, skersmuo, jo struktūroje yra daugiau negu 150 baltymų. Didesni už juos gali būti ir savo sudėtinga viriono struktūra AKM prilygsta tik raupų virusai, priklausantys Poxviridae šeimai. Kiti DNR virusai yra gerokai mažesni ir paprastesnės struktūros.

Šiuo metu Lietuvoje AKM protrūkius kiaulių ir šernų populiacijose sukelia II genotipo padermės, kurios pirmą kartą į Europą 2007 m. pateko iš Afrikos (Mozambiko, Zambijos) per Gruzijos teritoriją. Tik I ir II genotipų AKM virusų padermės yra paplitusios ne Afrikos žemyne. Europoje, Sardinijos saloje, paplitęs I genotipo AKM virusas, o Lenkijoje, Latvijoje ir Estijoje buvo nustatytos II genotipo AKM padermės.

Dėl didelio koduojamų baltymų skaičiaus, sudėtingos antigeninės struktūros AKM virusas gali įsiskverbti į šernų ar kiaulių ląsteles. Šiuo metu visuotinai pripažįstama, kad makrofagai ir monocitai yra pagrindiniai AKM taikiniai, o tai yra vienos iš svarbiausių imuninės sistemos ląstelių, kurios ne tik užtikrina paprasčiausias įgimto, nespecifinio imuniteto reakcijas (antigenų fagocitozę), bet dalyvauja reguliuojant specifinio imuninio atsako reakcijas ir antigenų pristatymą T limfocitams. Veikiamos AKM virusų, makrofagų funkcijos sutrinka, jie, reaguodami į infekciją, išskiria uždegiminius citokinus (TNFα, IL-1, IL-6), komplemento veiksnius. Vėlesnių infekcijos stadijų AKM virusai užkrečia ir neutrofilus, endotelio ląsteles, hepatocitus. Įdomu tai, kad T ir B limfocituose AKM virusai nesidaugina, tačiau fiksuojama didelė limfopenija, kuri atsiranda dėl šių ląstelių pažeidimų ar apoptozės. Limfocituose apoptozės mechanizmas suaktyvinamas dėl užkrėstų makrofagų išskiriamų ūmios fazės citokinų, kurie ir paskatina genetiškai užprogramuotą tokių ląstelių susinaikinimo mechanizmą.

Moksliniai tyrimai

Europoje pagrindinis AKM patekimo kelias yra per virškinamąjį traktą, bet mokslinėje literatūroje yra aprašyta, kad virusai gali patekti per kvėpavimo takus, odos pažeidimus, erkių įkandimą. Nesvarbu, kokiu keliu užsikrėsta, kiaulių organizme virusas plinta per kraują ir limfą, ir viremija dažniausiai pasireiškia jau po 8 val., kai virusai patenka į tonziles, limfmazgius. Po 15–24 val. AKM virusai iš pirminės replikacijos vietos su limfa ir krauju pasklinda beveik po visus organizmo audinius ir toliau dauginasi antriniuose organuose: blužnyje, kaulų čiulpuose, kepenyse, plaučiuose, inkstuose, endotelyje, susijusiame su mononuklerine fagocitine sistema. Dėl AKM poveikio šiuose organuose ir išryškėja pagrindiniai AKM būdingi patologiniai pokyčiai, kuriuos lengvai gali pastebėti ne tik veterinarijos gydytojai, bet ir medžiotojai.

ES referentinėje AKM laboratorijoje buvo atliktas eksperimentas su tarp Lietuvos šernų paplitusiu AKM viruso izoliatu LT14/1490, kuriuo buvo užkrėstos kiaulės. Šis tyrimas pirmą kartą įrodė, kad šernų populiacijoje aptinkama AKM padermė yra virulentiška ir sukelia kiaulėms ūmios formos AKM protrūkį, dėl kurio kiaulių mirtingumas buvo 94,5 proc. (Gallardo ir kt. 2015). Atliktu eksperimentu taip pat buvo nustatyta, kad kiaulių inkubacinis periodas trunka 4–5 paras, o pirmieji gaišimai ir sergamumas registruotas 6–9 dieną po užkrėtimo. Įdomu tai, kad artimai kontaktavusios kiaulės su eksperimentiškai užkrėstosiomis susirgo tik 12–14 dieną po pirmos grupės kiaulių užkrėtimo, o sunki AKM ligos forma ir gaišimai prasidėjo 18–22 parą po pirmosios grupės kiaulių užkrėtimo. AKM virusai buvo lengvai diagnozuojami realaus laiko polimerazės grandinine reakcija prieš pasireiškiant klinikiniams simptomams kraujo serumo mėginiuose arba vėliau tiriant patologinius mėginius. Eksperimentas taip pat įrodė, kad 33 proc. kiaulių 17–18 dieną po užkrėtimo susidaro specifiniai AKM antikūnai, kurie gali būti aptinkami kraujo serumo mėginyje kartu su virusu. Viena kiaulė liko gyva po eksperimentinio užkrėtimo. Jai periodiškai pasireiškė silpna AKM viremija, virusinė DNR aptikta limfoidiniuose audiniuose, tačiau viruso izoliuoti iš šio gyvūno nepavyko.

Eksperimentu gauti duomenys apie šernų populiacijoje paplitusias AKM padermes leidžia paaiškinti ir tuos atvejus, kai sumedžioto šerno serume arba plazmoje aptinkami AKM virusai ir jiems specifiniai antikūnai. Tai rodo, kad toks šernas bent jau 18–22 paras išgyveno po AKM infekcijos, liga perėjo į poūmią ar lėtinę formą, o susidarę specifiniai antikūnai nesugeba visiškai neutralizuoti AKM virusų. Tai ypač pavojinga situacija, nes infekuotas šernas yra puikus AKM rezervuaras, kuris platina virusus tarp kitų šernų. Nors tikslių, moksliniais tyrimais pagrįstų duomenų vis dar trūksta, bet Lietuvos medžiotojai yra ne kartą pastebėję, kad anksčiau ar vėliau dėl pažeistos imuninės sistemos toks gyvūnas nusilpsta ir dažniausiai nugaišta dėl elementarios bakterinės infekcijos poveikio. Tačiau kai kurie individai gali labai ilgai būti AKM virusų nešiotojai ir platintojai, nes šerno limfoidinėje sistemoje tokiu atveju AKM virusai gali persistuoti labai ilgai ir periodiškai platinti virusą šernų gyvenamojoje aplinkoje, taip užkrėsdami kitus šernus.

ES referentinėje laboratorijoje Madride Lietuvos šernų AKM padermės buvo charakterizuotos ir molekuliniais metodais (Gallardo ir kt. 2014). Gautos nukleotidų sekos dalies p72 geno, viso p54 geno, kintamo B602L regiono buvo palygintos su AKM II genotipo 21 nukleotido seka iš Rusijos, Baltarusijos, Ukrainos, Lenkijos, Gruzijos izoliatų. Lietuvos AKM virusai (LT14/1482 ir LT14/1490), taip pat ir Lenkijos šernų AKM padermės buvo 100 proc. tokios pačios, kaip ir kitų Rytų Europoje paplitusių II genotipo AKM virusų, tačiau B602L kintamo regiono dalyje Lietuvos ir Lenkijos AKM virusai turėjo tam tikroje vietoje pasikartojančius nukleotidų sekų intarpus, kurių nebuvo 2012 m. Rusijos ir 2007 m. Gruzijos AKM virusuose. Įdomu tai, kad šie pasikartojančių sekų intarpai tokiose pat genomo pozicijose buvo aptikti ir Baltarusijos bei Ukrainos AKM izoliatuose. Kokia nustatytų intarpų reikšmė, kaip jos galėtų lemti AKM virusų savybes, neaišku, tačiau jos įrodo, kad AKM virusai dėl šernų ir kiaulių imuninės sistemos selektyvinio spaudimo sugeba keisti kai kurias DNR sritis ir taip lengviau įveikti šių gyvūnų imunologinę apsaugą. Mutacijas kintančiuose DNR regionuose galėjo paskatinti aplinkos sąlygos ir labai ilgas šių AKM virusų persistavimas Rusijos ir Gruzijos teritorijose.

Genetiniai skirtumai tarp II genotipo padermių Rytų Europoje galėtų būti labai naudingi, charakterizuojant AKM padermes, aptinkamas tarp šernų skirtinguose šalies regionuose, tačiau reikia papildomų tyrimų, kurie leistų rasti šiam reikalui tinkančius genetinius markerius ir kurie padėtų AKM virusus suskirstyti į tam tikras subgrupes. Pagal unikalias nukleotidų sekas tam tikruose DNR regionuose būtų galima apibūdinti aptinkamas šernuose AKM padermes, suprasti, kaip AKM plinta, iš kur į kiaulių laikymo vietas pateko AKM virusai. Molekulinis charakterizavimas tarp AKM subgrupių labai padėtų atsakingoms tarnyboms atsekti AKM virusų plitimą, replikacijos dinamiką, protrūkio priežastis, tačiau tokių genetinių markerių paieškai reikalingas bent jau minimalus finansavimas, kuris leistų padengti kelių perspektyvių AKM viruso genų sekvenavimą, nukleotidų sekų filogenetinę analizę. Iki šiol tokie tyrimai nebuvo finansuojami. Sudarius Lietuvoje paplitusių AKM padermių subgrupių nukleotidų sekų duomenų bazę, būtų nesunku pateikti išsamius duomenis apie AKM virusų ypatybes infekcijos židinyje. Šie fundamentiniai genetinių markerių tarp šernų tyrimai taip pat būtų nepaprastai naudingi ir kitoms ES šalims, kurioms gresia AKM protrūkis.

Pagrindinis kiaulių infekcijos šaltinis – šernai

Remiantis VMVT duomenimis, Lietuvoje AKM protrūkiai tarp kiaulių registruojami rajonuose ir vietovėse, kur buvo sumedžiota arba rasta negyvų, AKM atžvilgiu teigiamų, šernų. Vien per 2017 m. 6 mėn. buvo nustatyta daugiau negu 300 AKM infekuotų šernų 281 vietovėje. Tai apytikriai tiek, kiek per visus 2016 m. Apie 50–70 proc. rastų negyvų šernų miškuose buvo užsikrėtę AKM virusais. Tiriant sumedžiotus šernus, AKM virusai skirtingais laikotarpiais nustatomi 1–2 proc. mėginių, specifiniai antikūnai randami 0,3–0,4 proc. mėginių.

Atsižvelgiant į sunkią AKM situaciją, LR žemės ūkio ministerija pirmą kartą skyrė finansavimą 2017–2019 m. moksliniam ir taikomosios veiklos projektui „Afrikinio kiaulių maro (AKM) epidemiologinių ir laboratorinių tyrimų analizė, ligos plitimo prognozė, rizikos analizė ir ligos valdymo strategija laukinėje faunoje ir kiaulių laikymo vietose Lietuvos Respublikoje.“ Projektą vykdo LSMU VA Patobiologijos katedra, Imunologijos laboratorija, Mikrobiologijos ir virusologijos institutas, Nacionalinis maisto ir veterinarijos rizikos vertinimo institutas ir Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centras. Šių tyrimų tikslas – AKM viruso perdavimo tyrimas laukinėje faunoje ir naminių kiaulių laikymo vietose (židiniuose), panaudojant epidemiologijos, imunologijos, virusologijos ir molekulinės biologijos tyrimo duomenis bei išsiaiškinant šernų judėjimo skirtingais metų laikais atstumą, siekiant prognozuoti AKM ligos plitimą ir sukurti AKM valdymo strategiją laukinėje faunoje ir kiaulių laikymo vietose.

Nuo AKM nėra sukurtos vakcinos ar vakcinos prototipo. Tai dar labiau sunkina AKM kontrolę. Buvo kuriamos ir bandomos gyvos atenuotos, genų inžinerijos metodais atenuotos vakcinos, inaktyvuotos adjuvantinės vakcinos, subvienetinės vakcinos, DNR vakcinos, tačiau jų bandymų rezultatai neatitiko bent minimalių efektyvumo ar saugumo reikalavimų. Trūksta bazinių žinių apie AKM virusų vystymąsi ląstelėje taikinyje, nežinoma, kokie makrofagų receptoriai yra naudojami įsiskverbti AKM virusams į makrofagus, tad didelio proveržio kuriant ir registruojant vakciną artimiausią dešimtmetį tikėtis neverta. Šiuo metu nustatyta, kad imuniniam atsakui prieš AKM labai svarbus tiek humoralinis, tiek ir ląstelinis imunitetas. Bet, užpildžius milžiniškas fundamentaliųjų tyrimų spragas, tokia vakcina anksčiau ar vėliau bus sukurta, ypač turint galvoje naujai atrastą CRISPR-Cas metodologiją, kuri leidžia keisti ir redaguoti tiek viruso, tiek ir kiaulių genomo imuniniam atsakui reikšmingas vietas.

Apibendrinant paskelbtus mokslinių tyrimų rezultatus ir tyrimų duomenis galima teigti, kad AKM II genotipo padermės, kurioms plisti ir „tradiciškai“ perduoti reikalingos Lietuvoje negyvenančios erkės, pateko į regioną, kuriame AKM virusai prisitaikė plisti labai lėtai ir ilgą laiką persistuoti gausioje Lietuvos šernų populiacijoje, kuri, bent jau iš šiuo metu turimų preliminarių duomenų, yra pagrindinis kiaulių infekcijos šaltinis.