PRV PROTect Targeting piscine orthoreovirus (PRV) infection in Norwegian Atlantic salmon aquaculture

I norsk lakseoppdrettsnæring stilles det høye krav til produktkvalitet og dermed også til fiskens helse. Gode prosedyrer for håndtering av infisert fisk er også sentralt for å unngå for store tap pga sykdom. Virusinfeksjoner er et problem for norsk lakseoppdrett siden det så langt ikke er utviklet effektive vaksiner mot de virusene som i størst grad truer norsk oppdrett. Virussykdommen Hjerte- og skjelettmuskelbetennelse (HSMB) rammer ifølge veterinærinstituttets tall for 2011-2014 flere anlegg i året enn noen annen virussykdom, og antall anlegg med HSMB-utbrudd var rekordhøyt i 2014. Viruset som gir sykdommen HSMB, Piscine orthoreovirus (PRV) er svært utbredt. Man finner viruset i oppdrettslaks og villaks, primært i sjø, men i den senere tid har antall utbrudd i ferskvannsanlegg for smoltproduksjon vært økende. Viruset er også funnet i andre land med oppdrett av atlantisk laks, inkludert Storbritannia, Irland, Canada og Chile. Viruset er derfor til økende bekymring globalt og miljømessig. Ny forskning har vist at PRV har evnen til å infisere mer enn 50% av laksens røde blodceller som reagerer med sterk antivirus-respons, og forskerne tror derfor at infeksjonen kan påvirke blodcellenes funksjon, som evne til oksygentransport og forsvar mot sykdom. Dette kan gjøre den infiserte fisken spesielt følsom for håndtering, stress, forhold med lite oksygen i vannet, og for sekundærinfeksjoner. Sykdommen HSMB kan derfor være bare en av mange følger av en PRV-infeksjon. Dette prosjektet har gjort omfattende virusanalyser i oppdrettsanlegg for å studere virusets spredningsmønster, og studere sammenhengen mellom virussmitte og robusthet mot sykdom og håndtering. Et omfattende epidemiologisk studie ble gjennomført, hvor et stort datasett fra PatoGen og sykdomsdiagnoser på alle lokaliteter i settefisk og til utsett i sjø anlegg. Analysen viste at PRV-positive smoltgrupper ser ut til å gi høyere biomassetap sammenlignet med gruppene som er PRV-negative ved utsett. I studiet ble det også fulgt HSMB-utbrudd med høy dødelighet i et settefiskanlegg og kartlagt hvordan PRV-smitten og HSMB-utbruddet beveger seg gjennom et settefiskanlegg. Det ble også fulgt anlegg med PRV smitte påvist i settefisk anlegg, HSMB-utbrudd på smolten rett etter utsett i sjø. Det samme anlegget hadde også erfart vedvarende dødelighet på pre-smolt som følge av PRV-infeksjon. Disse resultatene gir en viktig innsikt i hvordan PRV oppfører seg i ferskvannsfasen i lakseoppdrett og øker forståelsen for denne økende problemstillingen i dagens lakseoppdrett i Norge. Det er gjennomført et omfattende studie av rognvæske fra stamfisk før og etter stryking ble gjennomført. Her ble det gjort qPCR for PRV på rognvæskeprøvene og en celletelling hvor hvite og røde blodceller ble kvantifisert. Ulik grad av skylleprosedyrer ble også inkludert i analysen for å vurdere smitterisikoen for PRV i blodkontaminert rognvæske. I prosjektet ble det gjennomført 4 smitteforsøk i samarbeid med FHF-prosjektet HSMImore (FHF#901001). Det ble utført et smitteforsøk som studerte utviklingen av en PRV-infeksjon gjennom smoltifiseringsprosessen til atlantisk laks. Vi fant en trend mot at laks under smoltifisering utviklet en kraftigere PRV-infeksjonen enn forventet. Det ble utført et smitteforsøk som studerte hvordan PRV-infisert fisk håndterer perioder med lave oksygennivåer for å etterligne feltforhold. Forsøket ønsket også å klargjøre om lavt oksygennivå påvirket PRV-infeksjonen og utviklingen av HSMB. Forsøket viste at PRV-infisert laks har redusert toleranse for lave oksygennivåer (hypoksisk stress). Lave oksygennivåer og håndteringsstress er vanlig forekommende i praktisk oppdrett i dag og informasjonen fra dette studiet viser at en kan redusere risikoen for tap ved hypoksisk stress og håndtering ved å sette inn preventive tiltak som reduserer smittebyrden av PRV i laksen. Det ble utført et avansert smitteforsøk som studerte interaksjonen mellom en primær PRV-smitte og sekundær SAV3- og SAV2-infeksjon. SAV ble i tillegg introdusert tidlig og seint i løpet av PRV-infeksjonen for å kunne belyse effekten av en sekundær SAV-infeksjon ytterligere. Studiet viste at en primær PRV-infeksjon beskytter mot en sekundær SAV smitte inntil 10 uker etter PRV-smitte. Det ble imidlertid funnet forskjeller mellom de to SAV subtypene i hvordan SAV-infeksjonen forløp i den ko-infiserte fisken. Disse resultatene bidrar til å øke forståelsen for hvorfor dødeligheten varierer mellom utbrudd av HSMB og SAV. Videre har forsøket bedret forståelsen om hvordan PRV og SAV påvirker hverandre i den tidlige fasen av PRV-infeksjon og at PRV induserer en beskyttende effekt som muligens kan tilskrives en langvarig PRV-indusert antiviral respons.

De siste to tiår har norsk lakseoppdrett opplevd et økende antall utbrudd av sykdommen hjerte- og skjelettmuskel- betennelse (HSMB), som er assosiert med forekomst av piscine orthoreovirus (PRV). PRV ser ut til å være hyppig forekommende i oppdrettslaks g lobalt, og det er behov for en bedre forståelse av betydningen av dette viruset for fiskehelsen. Målet med dette prosjektet er å forstå hvordan sykdomsutviklingen kan ungås og forebygges, og i hvilken grad tiltak rettet inn mot å redusere smittespredning av PRV og endre håndteringsrutiner er effektive for å redusere omfanget av HSMB. PatoGen Analyse, Marine Harvest, Veterinærinstituttet og Norges veterinærhøgskole har gått sammen i dette prosjektet med mål om bedre kontroll med og økt kunnskap om hvilken rolle PRV spiller for utvikling av sykdom. PatoGen Analyse har utført omfattende kartlegging av PRV i oppdrettsanlegg og nylig utviklet verktøy som kan følge enkeltstammer av viruset på basis av fylogenetiske markører, og dermed avdekke smitteopprinnelse og smittevei. I dette prosjektet vil smitteveiene for viruset kartlegges ytterligere, med mål å begrense utbredelsen av viruset, og å studere betydningen av viruset for helsen til laksen.  Nyere studier av patogenesen for PRV utført bl.a. av søknadens f orskere fra VI og NVH har vist at viruset infiserer røde blodceller før virusinfeksjonen kan påvises i myocyttene i hjertet. En PRV-infeksjon i blodceller kan teoretisk sett ha konsekvenser for fiskens helsetilstand og produksjonsegenskaper. Det er naturl ig å tenke seg at de primære egenskapene til fiskens blodceller, som oksygenlevering, påvirkes og at dette kan redusere fiskens robusthet.  Betennelsesskader på hjerte og muskel ved HSMB ansees derfor som kun en mulig konsekvens av PRV-infeksjon, mens fis ken kan være svekket av infeksjonen på andre måter. Vi ønsker å utvikle innovative verktøy og optimale strategier for kartlegging av virus og håndtering av infisert fisk i anlegg.