Prosjektnummer
901305
Karakterisering av PRV: Inaktivering og virulens
Det er utviklet en ny modell og verktøy som kan bidra til reduksjon i sykdomsutbrudd av betennelsen HSMB
• Det er utviklet en ny modell for å studere effekt av PRV-inaktivering.
• Inaktivering av PRV oppnås ved følgende behandlinger/doser: UV på minst 50 mJ/ cm2, Jod – 100 ppm/10 min, Virocid – 1 %.
• Bekreftelse på at det er virulensforskjeller mellom PRV-1-isolater.
• Høyvirulente varianter viser høyere plasma-viremi og gir kraftigere hjerteforandringer (patologi).
• Det er funnet sekvensforskjeller i PRV-segmentene L1, L2, M2, S1, S4 som kan forklare forskjellene i virulens.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport (summary in English further below)
Piscine orthoreovirus-1 (PRV-1) kan gi hjerte- og skjelettmuskelbetennelse (HSMB) som er en viktig og utbredt sykdom hos oppdrettslaks. Det er fortsatt mange ubesvarte spørsmål om hvorfor noen PRV-infeksjoner gir utbrudd av HSMB og andre ikke, og hvordan vi kan få bedre kontroll på infeksjonen og sykdommen. I dette prosjektet ønsket vi å besvare to spørsmål: 1) Hva skal til for å inaktivere PRV? 2) Er det virulensforskjeller mellom ulike PRV-1-isolater?
I inaktiveringsstudien utarbeidet man først en ny modell hvor fisken selv brukes til å undersøke om viruset er infeksiøst. Dette ble benyttet ved måling av effekt av ulike desinfeksjonsmetoder. Studien viste at standard jod-behandling som benyttes til rogn (100 ppm, 10 min) inaktiverer PRV. Viruset ble også inaktivert ved svært høye og svært lave pH-verdier, samt ved behandling med Virocid, et kommersielt tilgjengelig desinfeksjonsmiddel. Det kreves en UV-dose på minst 50 mJ/cm2 for å inaktivere PRV, og viruset ble funnet å være relativt varmestabilt. Resultatene fra dette studiet er publisert i Journal of Fish Diseases.
I virulensstudien sammenliknet man seks forskjellige PRV-1-isolater i et smitteforsøk der fisken ble smittet med en standardisert dose renset PRV-1. Forsøket inkluderte to norske feltisolater fra 2018, tre historiske norske isolater fra før HSMB ble oppdaget, og ett isolat fra vestkysten av Canada. De to norske 2018-isolatene gav kraftige hjerteforandringer, i overenstemmelse med det man finner ved HSMB, mens de tre historiske norske og det canadiske isolatet gav vesentlig mildere hjerteforandringer. Infeksjonen med de to norske 2018-isolatene var assosiert med mye virus i plasma rett før de utviklet hjertelesjoner. Forsøket viste at det er virulensforskjeller mellom PRV-1-stammer. Sekvensanalyse av viruset viste at forskjellen er knyttet til proteinkodende del av PRV-segmentene S1, S4, M2, L1 og L2.
Prosjektet har bidratt med ny viktig informasjon som vil være av betydning for å kunne begrense mengden og effekten av PRV-infeksjon hos norsk oppdrettslaks. Dokumentasjon av effekt av ulike inaktiveringsmetoder er et viktig bidrag i en målrettet kamp for å redusere mengden PRV-1 og spesielt med tanke på ferskvannsfasen. Bekreftelsen av virulensforskjeller mellom PRV-1-isolater åpner for målrettet sporing av og tiltak mot de høy-virulente variantene som har størst konsekvenser for fiskehelsen.
Results achieved
I inaktiveringsstudien utarbeidet man først en ny modell hvor fisken selv brukes til å undersøke om viruset er infeksiøst. Dette ble benyttet ved måling av effekt av ulike desinfeksjonsmetoder. Studien viste at standard jod-behandling som benyttes til rogn (100 ppm, 10 min) inaktiverer PRV. Viruset ble også inaktivert ved svært høye og svært lave pH-verdier, samt ved behandling med Virocid, et kommersielt tilgjengelig desinfeksjonsmiddel. Det kreves en UV-dose på minst 50 mJ/cm2 for å inaktivere PRV, og viruset ble funnet å være relativt varmestabilt. Resultatene fra dette studiet er publisert i Journal of Fish Diseases.
I virulensstudien sammenliknet man seks forskjellige PRV-1-isolater i et smitteforsøk der fisken ble smittet med en standardisert dose renset PRV-1. Forsøket inkluderte to norske feltisolater fra 2018, tre historiske norske isolater fra før HSMB ble oppdaget, og ett isolat fra vestkysten av Canada. De to norske 2018-isolatene gav kraftige hjerteforandringer, i overenstemmelse med det man finner ved HSMB, mens de tre historiske norske og det canadiske isolatet gav vesentlig mildere hjerteforandringer. Infeksjonen med de to norske 2018-isolatene var assosiert med mye virus i plasma rett før de utviklet hjertelesjoner. Forsøket viste at det er virulensforskjeller mellom PRV-1-stammer. Sekvensanalyse av viruset viste at forskjellen er knyttet til proteinkodende del av PRV-segmentene S1, S4, M2, L1 og L2.
Prosjektet har bidratt med ny viktig informasjon som vil være av betydning for å kunne begrense mengden og effekten av PRV-infeksjon hos norsk oppdrettslaks. Dokumentasjon av effekt av ulike inaktiveringsmetoder er et viktig bidrag i en målrettet kamp for å redusere mengden PRV-1 og spesielt med tanke på ferskvannsfasen. Bekreftelsen av virulensforskjeller mellom PRV-1-isolater åpner for målrettet sporing av og tiltak mot de høy-virulente variantene som har størst konsekvenser for fiskehelsen.
Results achieved
Summary of results from the project's final report
Piscine orthoreovirus-1 (PRV-1) is the causative agent of heart and skeletal muscle inflammation (HSMI), an important disease in farmed Atlantic salmon (Salmo salar). There are still unknown factors important for disease development and a need to control infection and associated disease. This project addressed two important questions: 1) What inactivates PRV? 2) Are there virulence differences between PRV-1 isolates?
In the inactivation study an in vivo model was developed to study inactivation of PRV, using fish to test if the virus was still infectious after inactivation procedures on purified PRV particles. The results showed that standard iodine treatment is efficient for inactivation of the virus, as are high and low pH extremes and treatment with Virocid, a commercial disinfectant. A UV dose of at least 50mJ /cm2 is required to inactivate PRV, and the virus has high resistance against heat treatment. This study has been published in Journal of Fish Diseases.
In the virulence study a challenge trial was performed, comparing standardized doses of six PRV-1 isolates, including two Norwegian field isolates from 2018, three historical Norwegian isolates predating the emergence of HSMI and one Canadian west-coast isolate. The Norwegian 2018 isolates induced histopathological lesions in the heart consistent with HSMI, whereas all three historical Norwegian and the Canadian isolates induced only mild cardiac lesions. Infection with the high virulent Norwegian 2018 isolates was associated with high plasma viremia prior to formation of cardiac lesions. The study demonstrated virulence differences between PRV-1 isolates, and sequence analysis showed that the phenotype was linked to protein coding parts of PRV-1 segment S1, S4, M2, L1 and L2.
The project has provided novel information important to reduce the impact of PRV-1 infections on the health of farmed Atlantic salmon. The documented effect of different inactivation methods will aid in an optimized strategy to reduce the amount of PRV-1 and contribute to the possible eradication of PRV-1 in freshwater facilities. The confirmation of virulence differences between PRV-1 isolates will enable a more targeted effort against the high virulent variants that is of most significance for the fish health.
Prosjektets resultater på behandlinger som inaktiverer PRV vil ha meget stor nytteverdi og benyttes av næringen for iverksetting av desinfeksjonsprosedyrer som et viktig biosikkerhetstiltak. Resultatene på virulensforskjellene danner grunnlaget for forbedret diagnostikk og verktøy for overvåkning av viruset slik at nødvendige tiltak kan iverksettes for å redusere/eliminere sykdomsutbrudd av HSMB.
-
Scientifc article: Inactivation of Piscine orthoreovirus
Article in Journal of Fish Diseases, 43 (2020), 1039–1048. Av Øystein Wessel (Norwegian University of Life Sciences (NMBU)), Elisabeth F. Hansen (NMBU), Marie Løvoll (VESO Vikan), Makoto Inami (VESO Vikan), Asbjørn Husby (Xylem Water Solutions AS), Gesa Kruse (Xylem Services GmbH), Maria K. Dahle (Norwegian Veterinary Institute), and Espen Rimstad (NMBU).
-
Scientific article: Piscine Orthoreovirus-1 Isolates Differ in Their Ability to Induce Heart and Skeletal Muscle Inflammation in Atlantic Salmon (Salmo salar)
Article in Pathogens 9/12 (2020), 1050. By Øystein Wessel (Norwegian University of Life Sciences (NMBU)), Elisabeth F. Hansen (NMBU), Maria K. Dahle (Norwegian Veterinary Institute), Marta Alarcon (FishVetGroup), Nina A. Vatne (NMBU), Ingvild B. Nyman (NMBU), Karen B. Soleim (Norwegian Veterinary Institute), Kannimuthu Dhamotharan (NMBU), Gerrit Timmerhaus (Nofima), Turhan Markussen (NMBU), Morten Lund (PatoGen), Håvard Aanes (PatoGen Analyse), Magnus Devold (PatoGen), Makoto Inami (VESO), Marie Løvoll (VESO), NS Espen Rimstad (NMBU).
-
Sluttrapport: PRV karakterisering – inaktivering og virulens (FHF-901305) & PRV sekvensering (FHF-901529)
Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU), Veterinærinstituttet, VESO AS, Nofima og PatoGen Analyse AS. September 2020. Av Øystein Wessel (NMBU) m.fl.
Piscine orthoreovirus (PRV) er assosiert med hjerte- og skjelettmuskelbetennelsen HSMB, som er en vanlig virussykdom i norsk lakseoppdrett. PRV er vidt utbredt og det finnes per i dag ingen målrettede tiltak for å redusere PRV og HSMB. Et viktig tema fremover vil være å redusere PRV i oppdrettslaks, spesielt holde fisken fri for PRV i ferskvannsfasen.
Forskergruppen ved NMBU Veterinærhøgskolen har utarbeidet en metode for å rense PRV direkte fra laks. Renset PRV er et nytt og kraftig verktøy som vil bli brukt til å studere inaktivering av PRV og evnen til å gi HSMB for ulike PRV stammer.
Prosjektet vil være tett knyttet til prosjektet “Sekvensering av Piscine orthoreovirus (PRV)-stammer” (FHF-901529).
Forskergruppen ved NMBU Veterinærhøgskolen har utarbeidet en metode for å rense PRV direkte fra laks. Renset PRV er et nytt og kraftig verktøy som vil bli brukt til å studere inaktivering av PRV og evnen til å gi HSMB for ulike PRV stammer.
Prosjektet vil være tett knyttet til prosjektet “Sekvensering av Piscine orthoreovirus (PRV)-stammer” (FHF-901529).
Å frembringe kunnskap som kan brukes for å redusere mengden PRV i oppdrettsnæringen.
Delmål
• Å kartlegge metoder for desinfeksjon av PRV.
• Å studere virulensforskjeller mellom ulike virusstammer.
Delmål
• Å kartlegge metoder for desinfeksjon av PRV.
• Å studere virulensforskjeller mellom ulike virusstammer.
I første del undersøkes hvilke desinfeksjonsmetoder som er egnet for å inaktivere PRV. Resultatene vil danne grunnlag for hvilken desinfeksjon som er effektiv mot PRV. Resultatene vil også kunne gi svar på om dagens desinfeksjon av rogn er tilstrekkelig for å inaktivere PRV.
Andre del vil svare på om det finnes forskjeller i stammer av PRV i evnen til å gi HSMB og om det kan være nyttig å differensiere mellom mer eller mindre sykdomsfremkallende varianter av PRV.
Sammen vil disse studiene kunne bidra til kunnskap og dermed basis for tiltak som kan redusere mengden PRV i oppdrettslaks.
Andre del vil svare på om det finnes forskjeller i stammer av PRV i evnen til å gi HSMB og om det kan være nyttig å differensiere mellom mer eller mindre sykdomsfremkallende varianter av PRV.
Sammen vil disse studiene kunne bidra til kunnskap og dermed basis for tiltak som kan redusere mengden PRV i oppdrettslaks.
Inaktivering av PRV
Man vil etablere en modell for å teste effekt av virus inaktivering. Da en ikke har noen cellekultur å teste dette i vil modellen være basert på utføring i fisk. Testen vil gi svar på tilstedeværelse eller fravær av infektive virus (sterilitet).
Man vil etablere en modell for å teste effekt av virus inaktivering. Da en ikke har noen cellekultur å teste dette i vil modellen være basert på utføring i fisk. Testen vil gi svar på tilstedeværelse eller fravær av infektive virus (sterilitet).
Renset PRV, og PRV i organisk materiale (blod), vil bli brukt som utgangsmateriale der man tester inaktivering med pH, temperatur, UV og klor. I tillegg vil en teste om dagens jodofor-behandling av egg er tilstrekkelig for å inaktivere PRV. Metoden vil utvides til også å undersøke om PRV befinner seg innenfor rognskallet.
Smitteforsøkene vil bli utført av VESO Vikan. Arbeidet i inaktiveringsstudien vil være et samarbeid mellom NMBU Veterinærhøgskolen og Veterinærinstituttet. Styringsgruppen vil bli rådført for at desinfeksjonstestene vil bli så praktisk rettet som mulig.
Ulike PRV-stammer har ulik sykdomsfremkallende evne
Opplysning fra felt indikerer at ulike stammer av PRV har ulik evne til å gi sykdom, men man vet ikke i hvilken grad miljø, vert eller virus er årsaken til variasjonen. Renset PRV gir muligheten til å standardisere mengden virus som åpner for en systematisk sammenlikning av ulike stammer. I dette forsøket ønsker man å besvare om noen stammer av PRV er hyppigere årsak til HSMB enn andre, og er det slik at noen PRV-stammer ikke gir HSMB?
Det velges ut ulike PRV-stammer som skiller seg ved å være tentativt “høy patogene” og “lav patogene” som utgangspunkt i smitteforsøk. Undersøkelse av parametere som virusmengde i fisken, histopatologiske forandringer og tidsforløpet i forsøket vil kunne indikere forskjell i virulens. Det vil også bli utført en hypoksitoleransetest for å studere hvorvidt ulike PRV stammer påvirker laksens fysiologiske kapasitet ulikt.
Det vil i smitteforsøk bli inkludert en PRV-stamme fra Canada. Den kanadiske vestkysten har fram til nå har vært så godt som fri for HSMB til tross for høy forekomst av PRV i atlantisk oppdrettslaks. Denne kanadiske stammen vil bli brukt til å smitte fisk i Norge, og sammenliknes med høypatogen norsk PRV-variant. I tillegg vil den kanadiske stammen bli brukt i et parallelt, identisk smitteforsøk i Canada.
Prosjektorganisering
Smitteforsøkene vil bli utført i samarbeid med VESO Vikan. NMBU Veterinærhøgskolen og Veterinærinstituttet vil være ansvarlig for virusanalyser og histopatologievaluering. Nofima vil utføre hypoksitoleransetesten. Kyle Garver (Fisheries and Oceans, BC, Canada) vil være koordinator for smitteforsøket i Canada.
Styringsgruppen vil bli rådført med tanke på oppsett, analyser og ikke minst valg av tentative høy og lavvirulente stammer.
Smitteforsøkene vil bli utført av VESO Vikan. Arbeidet i inaktiveringsstudien vil være et samarbeid mellom NMBU Veterinærhøgskolen og Veterinærinstituttet. Styringsgruppen vil bli rådført for at desinfeksjonstestene vil bli så praktisk rettet som mulig.
Ulike PRV-stammer har ulik sykdomsfremkallende evne
Opplysning fra felt indikerer at ulike stammer av PRV har ulik evne til å gi sykdom, men man vet ikke i hvilken grad miljø, vert eller virus er årsaken til variasjonen. Renset PRV gir muligheten til å standardisere mengden virus som åpner for en systematisk sammenlikning av ulike stammer. I dette forsøket ønsker man å besvare om noen stammer av PRV er hyppigere årsak til HSMB enn andre, og er det slik at noen PRV-stammer ikke gir HSMB?
Det velges ut ulike PRV-stammer som skiller seg ved å være tentativt “høy patogene” og “lav patogene” som utgangspunkt i smitteforsøk. Undersøkelse av parametere som virusmengde i fisken, histopatologiske forandringer og tidsforløpet i forsøket vil kunne indikere forskjell i virulens. Det vil også bli utført en hypoksitoleransetest for å studere hvorvidt ulike PRV stammer påvirker laksens fysiologiske kapasitet ulikt.
Det vil i smitteforsøk bli inkludert en PRV-stamme fra Canada. Den kanadiske vestkysten har fram til nå har vært så godt som fri for HSMB til tross for høy forekomst av PRV i atlantisk oppdrettslaks. Denne kanadiske stammen vil bli brukt til å smitte fisk i Norge, og sammenliknes med høypatogen norsk PRV-variant. I tillegg vil den kanadiske stammen bli brukt i et parallelt, identisk smitteforsøk i Canada.
Prosjektorganisering
Smitteforsøkene vil bli utført i samarbeid med VESO Vikan. NMBU Veterinærhøgskolen og Veterinærinstituttet vil være ansvarlig for virusanalyser og histopatologievaluering. Nofima vil utføre hypoksitoleransetesten. Kyle Garver (Fisheries and Oceans, BC, Canada) vil være koordinator for smitteforsøket i Canada.
Styringsgruppen vil bli rådført med tanke på oppsett, analyser og ikke minst valg av tentative høy og lavvirulente stammer.
Følgende formidling planlegges:
• populærvitenskapelig formidling i Norsk Fiskeoppdrett eller tilsvarende, høsten 2018 og våren 2020.
• vitenskapelige artikler, høsten 2019.
• presentasjoner, våren 2018 (Norges forskningsråd sin havbrukskonferanse) og våren 2019 (Tekna sin Frisk Fisk-konferanse).
Ellers vil formidling koordineres med prosjektet “Sekvensering av Piscine orthoreovirus (PRV)-stammer” (FHF-901529), “Effekter av PRV-infeksjon på robusthet hos laks: Mer enn HSMB?” (FHF-901001).
• presentasjoner, våren 2018 (Norges forskningsråd sin havbrukskonferanse) og våren 2019 (Tekna sin Frisk Fisk-konferanse).
Ellers vil formidling koordineres med prosjektet “Sekvensering av Piscine orthoreovirus (PRV)-stammer” (FHF-901529), “Effekter av PRV-infeksjon på robusthet hos laks: Mer enn HSMB?” (FHF-901001).
-
Sluttrapport: PRV karakterisering – inaktivering og virulens (FHF-901305) & PRV sekvensering (FHF-901529)
Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU), Veterinærinstituttet, VESO AS, Nofima og PatoGen Analyse AS. September 2020. Av Øystein Wessel (NMBU) m.fl.