Генетична спорідненість визначає ефективність вакцинації

Особливо актуальною проблема ІБХ стала у 90-х роках ХХ століття у зв’язку з появою в Європі та Азії високовірулентних штамів вірусу ІБХ , інфікування якими призводить до високої смертності птиці. У країнах Америки превалюють варіантні штами, які самостійно не здатні спричиняти клінічний прояв захворювання, проте призводять до вираженого імуносупресивного стану організму.¹

Завдяки наявності молекулярних діагностичних інструментів сьогодні існує можливість аналізувати послідовності геномів різних польових штамів вірусу ІБХ , що дозволяє обирати найбільш подібні вакцинні штами для профілактики захворювання у птиці.

З 2000-х років ми проводимо скринінгові дослідження для вивчення молекулярно-епізоотичної ситуації з вірусом ІБХ на території України та країн СНД.

Ізоляти, виділені в різний час і в різних регіонах України, Російської Федерації, Республіки Білорусь, були охарактеризовані та проаналізовані. Характеристику ізолятів проводили за двома основними критеріями:

1. Оцінка генетичної спорідненості виділених ізолятів шляхом визначення послідовності варіабельної ділянки гена VP2.

2. Оцінка вірулентності кожного ізоляту шляхом зараження SPF-курчат.

Основою антигенної мінливості вірусу ІБХ є мутації варіабельної ділянки гена VP2, який кодує основний білок капсида. Зміни послідовностей цієї ділянки гена VP2 призводять до антигенного шифтy штамів, а окремі, так звані, точкові мутації призводять до антигенного дрейфу з утворенням нових субтипів вірусу.²

Білок VP2 є основним протективним антигеном, що індукує вірус-нейтралізуючі антитіла, які й забезпечують імунітет проти хвороби Гамборо.³ Отже, знання коду амінокислотної послідовності у варіабельній ділянці VP2 українських ізолятів є ключем до оцінки їхньої генетичної спорідненості як між собою, так і з вірусними штамами вакцинних препаратів, що застосовуються в Україні.

Дані рестрикційного аналізу ізолятів, виділених на території України, дозволяють класифікувати українські ізоляти ІББ, патогенні для курчат, на дві основні групи — високовірулентні (vv IBDV) і класичні вірулентні (cv IBDV) групи штамів вірусу ІБХ .

Необхідно відзначити, що зафіксовані спалахи хвороби Гамборо на птахівницьких підприємствах із вираженою клінічною картиною та високим відсотком смертності завжди були пов’язані з інфікуванням птиці високовірулентними штамами вірусу ІБХ . При цьому інфікування поголів’я відбувалося на тлі проведених профілактичних обробок птиці проти ІБХ , що вказує на неспроможність окремих використовуваних вакцинних препаратів забезпечити повноцінний захист птиці проти тиску високовірулентних вірусів ІББ (vv IBDV).

Секвенування виділених ізолятів (визначення послідовності нуклеотидів у варіабельній ділянці гена VP2) дозволило провести оцінку гомології ділянок VP2 між різними вірусами ІББ і встановити високий ступінь генетичної спорідненості серед виділених ізолятів вірусу ІБХ .

Отримані таким чином дані оцінки молекулярно-епізоотичної ситуації щодо ІБХ в Україні були покладені в концепцію створення лінійки вакцинних препаратів проти хвороби Гамборо на основі виділених українських ізолятів. Так, початковий вірус для отримання штаму МВ/5 (вакцинний препарат POLIMUN IBD) було виділено з фабрицієвих сумок хворих бройлерів птахофабрики в Донецькій області. Ефективність цих вакцин досягнута за рахунок максимальної міри гомології ділянок гена VP2 польових українських ізолятів відносно антигенного профілю вакцинних штамів POLIMUN. Завдяки цьому і формується специфічна поствакцинальна імунна відповідь до циркулюючих штамів вірусу ІБХ .

На думку провідного дослідника вірусу ІБХ у світі D.J. Jackwood, встановлення міри гомології гена VP2 польових ізолятів вірусу, виділених із бурс заражених птахів, до різних вакцинних штамів є необхідним, оскільки лише максимально подібні штами можуть захистити птицю від вірусу, який циркулює в господарстві.⁴

Як приклад можуть слугувати дані філогенетичної спорідненості окремо взятих ізолятів вірусу ІБХ до вакцинних препаратів POLIMUN Гамборо. Топологія гілок філогенетичного дерева відображає ступінь подібності штамів, що аналізувалися, і вказує на амінокислотні відмінності у варіабельній антигенно важливій ділянці капсидного білка різних вакцинних штамів вірусу.

Приклад 1. Філогенетичний аналіз польового ізоляту, виділеного на одному з підприємств України (Isolate1517, 2015 р.)

Рівень гомології різних штамів вірусу ІБХ до виявленого ізоляту (Isolate 1517) за результатами секвенування.

Приклад 2. Філогенетичний аналіз польового ізоляту, виділеного на одному з підприємств України (Isolate1943, 2015 р.)

Рівень гомології різних штамів вірусу ІБХ до виявленого ізоляту (Isolate 1943) за результатами секвенування.

Приклад 3. Філогенетичний аналіз польового ізоляту, виділеного на одному з підприємств України (Isolate1297, 2015 р.)

Рівень гомології різних штамів вірусу ІБХ до виявленого ізоляту (Isolate 1297) за результатами секвенування.

Метою ефективної програми вакцинації проти ІБХ є використання вакцинних препаратів, які найближче відповідають антигенному профілю польових вірусів і тим самим забезпечують повноцінний специфічний захист птиці.

Аналіз амінокислотних послідовностей варіабельної ділянки гена VP2 штаму МВ/5 указує на високий ступінь подібності між штамом і іншими охарактеризованими українськими ізолятами вірусу ІБХ та європейськими референс-штамами. Характерними спільними амінокислотними залишками в білку VP2 штаму МВ/5 та інших високовірулентних штамів і ізолятів є залишки глутаміну у 253-му, аланіну у 284-му положеннях (нумерація амінокислотних залишків за Bayliss та ін.). Показано, що ці положення формують важливі додаткові петлі PDE та PFG, що входять до складу варіабельного домену Р білка VP2.

Аналіз інших критичних для формування віруснейтралізуючих епітопів петель PBC і PHI (гідрофільні регіони білка VP2 212–224 а.к.з. і 314–325 а.к.з. відповідно) вказує на високу подібність між штамом МВ/5 та іншими високовірулентними ізолятами, а саме 100% подібність між регіонами 314–325 а.к.з. і відмінності в 1–2 амінокислотні залишки між регіонами 212–224 а.к.з.

вірус — амінокислотні положення білка VP2

Високий ступінь гомології важливих з погляду імуногенності консервативних ділянок амінокислотної послідовності структурного білка VP2 вакцинного штаму POLIMUN із високовірулентними польовими ізолятами є гарантією забезпечення ефективного захисту птиці від циркулюючих польових ізолятів вірусу ІБХ .

Серія вакцин проти хвороби Гамборо POLIMUN із цільовими титрами 500, 800 і 1000 дозволяє застосувати оптимальну вакцину в будь-якій епізоотичній ситуації.

¹ Banda A. IBD world-wide situation // The white book of Gumboro Disease 2006 – p. 15–19.
² De Wit J.J. The diagnostic techniques applied to IBDV control // The white book of Gumboro Disease 2006 – p. 35–45.
³ Abdel-Alim, G. A., Y. M. Saif. Immunogenicity and antigenicity of very virulent strains of infectious Bursal disease viruses // Avian Diseases – 2001. – Vol. 45. – p. 92–101.
⁴ Jackwood D.J. and S.E. Sommer-Wagner (2005). Molecular epidemiology of infectious Bursal disease viruses: Distribution and genetic analysis of new emerging viruses in the United States. Avian Dis. 49: 220–226.