Afrička svinjska kuga (ASK) je vrlo zarazna virusna bolest domaćih i divljih svinja, odgovorna za goleme gubitke u populaciji svinja (smrtnost oboljelih životinja dosiže i 100%), povlačeći za sobom drastične ekonomske posljedice, i uzrokujući najveću krizu industrije svinjskog mesa u povijesti. Trenutno pogađa nekoliko regija diljem svijeta, u kojima ne samo da ugrožava zdravlje životinja, već ima i posljedične štetne učinke na bioraznolikost, a ponajviše za ekonomsku egzistenciju uzgajivača.

Baš kao što to Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) čini u slučaju masovnih epidemijskih bolesti ljudi (nemoguće je ne povlačiti paralele pandemije COVID-19 s pandemijom ASK), tako i Svjetska organizacija za zdravlje životinja (World Organization for Animal Health, WOAH) upreže sve svoje nemale resurse i sa svojim partnerima - znanstvenicima, epidemiolozima, veterinarskim organizacijama, prehrambenom industrijom i ostalim stručnjacima - podržava ugrožene države i regije u njihovim naporima u sprečavanju i stavljanju ove bolesti pod kontrolu.

ASK kao prijetnja ekonomiji, sigurnosti hrane i bioraznolikosti

Podvucimo odmah jasnu crtu: ASK nije zarazna za ljude i uopće ne predstavlja opasnost za ljudsko zdravlje, već ima ekstremno razorne učinke na populaciju svinja. Ipak, premda u zdravstvenom smislu nije neposredno ugrožen obolijevanjem, čovjek izravno sudjeluje u epidemiološkom lancu širenja svinjske kuge. Naime, virus afričke svinjske kuge je vrlo otporan na okolišne uvjete, što znači da može preživjeti na odjeći, čizmama, kotačima i drugim materijalima, a može preživjeti i u raznim sirovim i poluprerađenim proizvodima od svinjetine (poput šunke, kobasica ili slanine). Stoga ljudsko ponašanje može igrati presudnu ulogu u globalnom širenju ove bolesti svinja ako se ne poduzmu odgovarajuće mjere.

U mnogim zemljama su primarni izvor prihoda kućanstava upravo svinje. Širenje ASK diljem svijeta uništava obiteljske farme svinja koje su često glavni ekonomski oslonac i pokretač financijske mobilnosti. Štoviše, svinjsko je meso u velikom broju država jedan od primarnih izvora životinjskih bjelančevina, s više od 35% udjela u globalnoj potrošnji mesa. Stoga svinjska kuga predstavlja ozbiljan problem za pouzdanost opskrbe hranom u više od jedne trećine svjetskog stanovništva.

Ova bolest ugrožava i biološku raznolikost i ravnotežu ekosustava, jer ne pogađa samo domaće uzgojene svinje, već i divlje svinje, kako one u prirodnim staništima, tako i njihove uzgojne  pasmine. Unatoč dosadašnjim nastojanjima za stavljanje pod kontrolu i zaustavljanje širenja, ASK nastavlja svoj pohod svijetom, dosegavši velik broj regija diljem Azije, Kariba, Europe i Pacifika.

Kako smanjiti ili zaustaviti širenje ASK?

Afrička svinjska kuga se širi kontaktom s tjelesnim tekućinama zaraženih životinja. Kako je već rečeno, vrlo je zarazna i vrlo otporna u mnogim okruženjima. S obzirom da za svinje koje su zaražene virusom ASK nema djelotvornog lijeka niti postoji dovoljno učinkovito komercijalno upotrebljivo cjepivo kojim bi se unaprijed spriječila infekcija, jedini način kojim se zaustavlja širenje ove smrtonosne bolesti je za sada žrtvovanje (ubijanje) i uništavanje ostataka svih zaraženih ili izloženih krda svinja.

Temeljem retrospektivnih analiza, Guillermo Risatti, jedan od vodećih svjetskih veterinarskih znanstvenika, pretpostavlja da ASK se pojavila još prije oko 200-300 godina u podsaharskoj Africi, nakon što su europski kolonisti donijeli svoje svinje na afrički kontinent. Ipak, ASK je kao bolest prvi puta „službeno“ znanstveno identificirana u Africi 1920-ih godina, a negdje od tada se i počela proširivati svijetom - isprva sporije, a potom sve izrazitije, potpomognuta povećanjem interkontinentalnog uvozno-izvoznog prometa živih i prerađenih svinja, da bi 2018/19. nakon više od 40 godina ponovo stigla na američki kontinent, te prvi puta u povijesti u Aziju.

Od tada se ASK proširila na više desetaka zemalja diljem svijeta, a nedavno je (u lipnju 2023.) prvi put stigla i u Hrvatsku i Bosnu i Hercegovinu. Posljedica takvog eksplozivnog širenja su brojke koje govore da je do 2023. godine od ASK u svijetu uginulo više od 25 posto svinja.

Afrička svinjska kuga još uvijek nije stigla do Sjedinjenih Američkih Država, no američki ministar poljoprivrede Tom Vilsack je prošlog mjeseca izjavio kako Sjedinjene Države kao mjeru predostrožnosti izrazito podupiru sve prisutnija nastojanja za pronalazak, proizvodnju i nabavku učinkovitog cjepiva.

Imamo li ili nemamo cjepiva?

Nijedna bolest životinja nikada u dosadašnjoj povijesti nije bila proširena u tolikoj mjeri cijelim svijetom. Vlade, baš kao i proizvođači i trgovci – i onih država zahvaćenih pandemijom ASK i onih koje su se za sada uspjele rigoroznim mjerama kontrole uvoza i prometa svinja sačuvati od pošasti – već godinama nestrpljivo iščekuju da znanstvenici i istraživači riješe problem izrade i stavljanja u promet učinkovitog cjepiva protiv svinjska kuge.

A upravo ovih dana je vijetnamska vlada priopćila kako je odobrena i već započeta komercijalna upotreba dvaju domaćih cjepiva protiv afričke svinjske kuge, što Vijetnam čini prvom državom u svijetu koja koristi komercijalno dostupna cjepiva protiv te smrtonosne bolesti. U priopćenju vijetnamske vlade stoji da su to cjepiva NAVET-ASFVAC (koje su zajednički razvili Navetco Central Veterinary Medicine i znanstvenici iz Sjedinjenih Država), i AVAC ASF LIVE (koje je razvila vijetnamska farmaceutska tvrtka AVAC Vietnam JSC).

I dok su trenutačno dostupna samo uzgajivačima svinja u Vijetnamu (jer su proizvodni kapaciteti cjepiva trenutno dostatni samo za domaću uporabu), dostupnost će vjerojatno vrlo brzo uslijediti i drugdje u svijetu, kako izjavljuju Manuel Borca i Douglas Gladue, znanstvenici američkog Ministarstva poljoprivrede (USDA) koji su usko surađivali s vijetnamskim znanstvenicima na razvoju i proizvodnji NAVET-ASFVAC cjepiva. Pritom napominju kako će proizvodnja vrlo brzo porasti, pa će u drugim državama (osim Vijetnama) razdoblje čekanja na početak primjene prvenstveno ovisiti administrativnim pitanjima, odnosno o brzini provođenja zakonskih protokola za regulatorno odobrenje u svakoj pojedinoj državi.

O bolesti i njenom uzročniku

ASK je virusna bolest koja se prenosi izravnim ili neizravnim kontaktom sa zaraženom svinjom i njenim izlučevinama (urinom, izmetom). Biološki prijenosnici poput krpelja također ubrzavaju širenje virusa. Mehanički čimbenici kao što su vozila, alati i ljudske aktivnosti, kao i proizvodi prerade svinja, također su uzročni čimbenici. Unatoč brojnim načinima širenja i prenošenja, jedini prirodni domaćin virusu afričke svinjske kuge su - svinje.

Virus afričke svinjske kuge (vASK) je veliki dvolančani DNK-virus koji je sposoban inficirati domaće svinje, divlje svinje i krpelje. vASK ima ikosaedarsku simetriju s promjerom od 200 nm, a njegova DNK (njegov genom) kodira više od 50 funkcionalnih proteina.

Klinički simptomi afričke svinjske kuge dijele se na akutne, subakutne i kronične. Akutna ASK počinje brzo i kratko traje te je karakterizirana visokom temperaturom, gubitkom apetita, cijanozom (gubitkom oksigenacije u tkivima), teškim unutarnjim krvarenjima i stopom smrtnosti od praktički 100%. Postoje i manje virulentni sojevi koji uzrokuju blaže i dugotrajnije kliničke simptome (subakutne i kronične), no krajnji ishod je jednak – inficirana životinja obolijeva i naposlijetku ugiba.

Kako je već spomenuto, ASK se pojavio u Africi 1920-ih godina, a smatra se kako tada posrijedi bio nešto manje agresivan i zarazan soj, tzv. genotip I (poznat i kao genotip ESAC-WA), a povremeno se u manjim ograničenim zarazama pojavljivao na drugim kontinentima tek nakon 1957. kada je kolonizirao Europu, Južnu Ameriku i Karibe. Uz provođenje uobičajenih mjera izolacije i borbe protiv širenja zaraze među životinjama, do 2007. sve su te zemlje (osim Italije i Afrike) proglasile iskorjenjivanje ASK-a.

No, tada je agresivna verzija bolesti po prvi puta u značajnijoj mjeri „izašla“ iz afričkog okružja: 2007. godine se visoko virulentni soj vASK genotipa II proširio na kavkaske regije u Gruziji, odakle se postupno prenio u susjedne zemlje (Armeniju, Azerbajdžan, Rusiju i Bjelorusiju), pri čemu su bile inficirane i domaće i divlje svinje. Pojavom epidemije vASK genotipa II, svijet se ponovno suočio s prijetnjom širenja afričke svinjske kuge, uključujući Rusiju (2007.), Ukrajinu (2012.), Poljsku (2014.), Belgiju (2018.).

Od kolovoza 2018. je vASK detektiran i u Kini: više od 40 eksplozivnih pojava širenja izbilo je u vrlo kratkom razdoblju u sjeveroistočnim regijama Liaoning i Heilongjiang, uzrokujući neviđene gubitke u kineskoj svinjogojskoj industriji i ozbiljno utječući na nacionalnu proizvodnju i strukturu prehrane. Za Kinom su slijedili Vijetnam (2019.), Indija (2020), a potom i mnoge druge zemlje.

Putovi prijenosa virusa ASK

Širok raspon putova prijenosa svinjske kuge, uključujući izravni i neizravni prijenos, kompliciraju njezinu prevenciju i kontrolu. Divlje svinje i krpelji prirodni su domaćini za vASK i igraju ključnu ulogu u tzv. šumskom (silvatičnom) dijelu životnog ciklusa virusa. Sveprisutnost i velika pokretljivost krda divljih svinja predstavljaju značajnu prepreku kontroli i iskorjenjivanju ASK-a u područjima gdje se pojavljuje. Bolesne i uginule divlje svinje bile su dominantan izvor virusa u Europi.

Prije desetak godina istraživanja su nagovijestila da se virus može prenijeti i putem divljih domaćih svinja (krda koja se hrane otvorenom ispašom, a ne na farmama), što pogoduje širenju infekcije i kod domaćih i kod divljih svinja, te između populacija iste pasmine.

Osim toga, ljudske su aktivnosti olakšale unošenje infekcije u farme svinja, pogoršavajući opseg transmisije virusa. Važan put za širenje vASK je ilegalni prijevoz zaraženih proizvoda od svinjskog mesa i kontaminiranih predmeta, uključujući hranu za životinje, opremu, vozila i odjeću. Drugi kritični epidemiološki čimbenici, uključujući transport kontaminiranih proizvoda od svinjskog mesa i hranjenje pilom, uzrokovali su izbijanje ASK-a na Kavkazu, u Ruskoj Federaciji i Kini.

Prirodno svojstvo virusa ASK je visoka otpornost na široku paletu okolišnih uvjeta kao što su temperatura, pH i stupanj suhoće i vlage, što rezultira dugotrajnom opstojnošću virusa u okolišu i potencijalom za širenje na udaljena područja. Nekoliko epidemioloških studija je dokazalo da pod određenim uvjetima vASK može preživjeti u hrani za životinje na transatlantskim rutama. Štoviše, uslijed sposobnosti dugoročnog preživljavanja virusa, premda smrznuto meso i prerađeni proizvodi od svinjetine kontaminirani virusom ne uzrokuju infekciju i bolest ljudi, mogu biti značajan vektor za prijenos virusa u nove regije tijekom transporta na velike udaljenosti.

Lijek? Nema ga! A cjepivo? Hm, vidjet ćemo…

Biološka kontrola (epidemiološki naziv za prekidanje lanca širenja infekcije žrtvovanjem oboljelih i izloženih životinja) trenutno je najizravnija i najučinkovitija metoda prevencije ASK, superiornija od cjepiva kakva su za sada dostupna.

Naime, cjepiva temeljena na inaktiviranim sojevima virusa pokazala su se neučinkovitima protiv ASK. Razvoj i izrada živih atenuiranih cjepiva (kao što je vijetnamski ASFVAC, prvo komercijalno cjepivo protiv ASK-a u svijetu), karakteriziraju ekstremno visoki troškovi i dugi ciklusi proizvodnje i nestabilnost, što ograničava njihov brzi razvoj. Istraživači su stoga trenutno usredotočeni na genetski modificirana cjepiva kao što su podjedinična cjepiva, vektorska cjepiva i DNK-cjepiva.

Do sada je vASK klasificiran u 24 genotipa, odnosno u osam serogrupa. Detaljno istraživanje serologije i genotipizacije vASK-a može olakšati praćenje podrijetla virusa, razumijevanje potencijalnih putova i mogućih načina prijenosa te probir potencijalnih kandidata za cjepivo.

Genom vASK-a je linearna dvolančana DNK koja uključuje tzv. lijeve varijabilne regije (LVR), središnju očuvanu regiju (C regija) i desnu varijabilnu regiju (RVR). Genomske sekvence različitih sojeva mogu se značajno razlikovati na nekim od tih regija, pa se na primjer multigenska skupina (MGF) nalazi unutar LVR, središnja varijabilna regija (CVR) i gen EP402R unutar C regije. Ti detalji predstavljaju značajno otkriće postignuto analizom genoma virusa ASG, jer su upravo MGF, CVR i EP402R neki od kandidata za ciljna mjesta na virusnoj DNK oko kojih se može graditi temelj za gensko modificiranje i izradu cjepiva.

Kandidate za komercijalna učinkovita cjepiva protiv ASK trenutno se traži među atenuiranim sojevima virusa, nakon što inaktivirani (mrtvi) virusi nisu zadovoljili medicinske i tehnološke kriterijeza praktičnu primjenjivost.

Inaktivirana („mrtva“) cjepiva

Inaktivirana cjepiva protiv ASK prvi put su razvijena još 1960-ih. Inaktivacija virusa uključivala je fizičke i kemijske metode „umrtvljavanja“ virusa kao što su zagrijavanje ili izlaganje toluenu i formaldehidu. Međutim, već tijekom prvih pretkliničkih ispitivanja istraživači su zapazili da je inaktivirani vASK nepraktično koristiti kao cjepivo, prvenstveno zato što takva cjepiva u imunološkom sustavu cijepljene životinje uspijevaju stvoriti samo tzv. ne-neutralizirajuća antitijela, dakle ona koja su nedovoljno snažna za neutralizaciju virusa.

Potom se pribjeglo naprednijim metodama tzv. višestruke inaktivacije, no i kod tih cjepiva se pokazalo da u imunološkom sustavu domaćina ne induciraju dovoljno učinkovitu staničnu imunost. Dakle, iako su inaktivirana cjepiva sposobna stvoriti protutijela, ne mogu izazvati potpuni stanični imunološki odgovor, što rezultira nepotpunom zaštitom.

Zadnjih godina, sa sve većim razumijevanjem genske strukture virusa ASK, očekuje se da će se zaštitna stopa inaktiviranih vASK cjepiva ipak moći poboljšati dodavanjem adjuvansa (pomoćnih sredstava, specijalnih pojačivača imunološkog odgovora na cijepljenje). Trenutno je u završnim fazama testiranja nekoliko takvih cjepiva kod kojih se imunološku učinkovitost inaktiviranih vASK cjepiva stimulira korištenjem adjuvansa Polygen® i Emulsigen D®, a prvi su rezultati – prema najavama istraživačkih timova – „obećavajući i ohrabrujući“.

No, i pored novih tehnoloških poboljšanja i korištenja adjuvansa, ostaju problemi nedovoljne učinkovitosti, dugotrajnosti proizvodnog ciklusa, kao i visokih troškova proizvodnje, pa se čini da cjepiva temeljena na inaktiviranim sojevima virusa ipak neće u dogledno vrijeme postati perjanica imunološke prevencije infekcije virusom svinjske kuge.

Živa oslabljena (atenuirana) cjepiva

Virus ne mora biti mrtav i raspadnut da bi se od njegovih ostataka izradilo cjepivo: može biti živ i cjelovit ali posebnim metodama onesposobljen da izazove bolest (a istovremeno dovoljno aktivan da u cijepljenoj osobi potakne stvaranje imunosnog odgovora). Takvo oslabljivanje virusa zove se atenuacija, a cjepiva koja se proizvode od oslabljenih virusa nazivaju se živa atenuirana cjepiva (live attenuated vaccines, LAV).

Postupak atenuacije se provodi tako što se virus u kontroliranim uvjetima pušta da zarazi stanice uzgojene u laboratorijskim kulturama, pri čemu – baš kao i kod prave infekcije – dolazi do ugradnje dijela virusnog genoma u staničnu DNK, umnožavanja virusa i stanične smrti. Potom se umnoženim virusima iznova inficiraju nove stanice, pa se taj ciklus 'pasaže virusa' kroz stanične kulture višestruko ponavlja. U tom procesu uzastopnog izazivanja infekcije, virusi u svakoj idućoj generaciji postaju postupno sve slabiji i sve manje sposobni izazvati bolest (tj. atenuirani virusi imaju smanjenu virulenciju).

Pokušaji stvaranja atenuiranog ASK-cjepiva staničnim pasiranjem koje uzrokuje spontano brisanje dijela virusnog genoma nakon što se vASK adaptira na kultivirane stanice, datiraju još iz 1960-ih godina, kada su objavljene prve laboratorijske studije o cjepivu protiv ASK koje je atenuirano pasažom kroz kulture matičnih stanica svinjske koštane srži (tzv. PBM-stanica). Međutim, pokazalo se da je zadovoljavajuća atenuacija postignuta tek nakon više od 110 uzastopnih pasaža, no svinje cijepljene tim atenuiranim sojem ipak nisu bile zaštićene od njega. Puno posla, a nedovoljno učinkovit rezultat.

Općenito, pokušaji atenuacije virusa svinjske kuge su desetljećima bili temeljeni na pasaži kroz kulture matičnih stanica, većinom svinjskih makrofaga (PAM) i koštane srži (PBM), od čega se naposljetku odustalo jer se nisu pokazale pogodnim za proizvodnju učinkovitih LAV-cjepiva.  Tek kada je 2021. godine Manuel Borca uspio učinkovito replicirati i pasirati virus ASK u zrelim (dakle ne-matičnim) svinjskim staničnim linijama, prevladana su spomenuta tehnička ograničenja proizvodnje LAV-cjepiva iz svinjskih makrofaga i koštane srži. Korištenjem tog poboljšanja u postupku atenuacije, Borca i Gladue su u suradnji s vijetnamskim znanstvenicima proizveli jedno od dva LAV-cjepiva (NAVET-ASFVAC) za koja smo na početku ovoga teksta rekli da se ovih dana počinju koristiti za prve učinkovite vakcinacije svinja protiv afričke kuge u Vijetnamu.

Buduće verzije cjepiva

Paralelno s izradom NAVET-ASFVAC cjepiva, Borca i njegovi suradnici nastavljaju istraživački rad na unapređenju metodologije i biotehnologije dizajniranja naprednijih, učinkovitijih LAV-cjepiva. Tako su trenutno u tijeku pretkliničke faze ispitivanja LAV-cjepiva u čijoj izradi je korišten suvremeni sustav za uređivanje gena CRISPR/Cas9. Ta tehnologija modifikacije (rekombinacije) gena, koje je 2022. godine ovjenčana Nobelovom nagradom za kemiju, ponaša se poput „molekularnih škara“ kojima je moguće vrlo precizno odstraniti pojedine dijelove DNK-sekvence iz virusa, čime se ciljano „isključuju“ funkcije nekih od gena ASK-virusa odgovornih za njegovu patogenost i virulenciju.

Za atenuirana cjepiva je osim učinkovitosti ključna i njihova sigurnost: virus kojim se cijepi ne smije biti sposoban izazvati bolest, nego samo potaknuti imunosnu reakciju domaćina. Stoga se proizvođači cjepiva sve više priklanjaju metodama koje koriste  višestruka brisanja neželjenih gena iz virusa koji je kandidat za izradu cjepiva. Kako bi se iz virusa ASK- izbacili imunosupresivni geni, geni za virulenciju i drugi važni funkcionalni geni radi koriste se tehnika molekularne biologije kao što su uređivanje gena CRISPR/Cas9 metodom i obrnuta genetika (reverse genetics), čime se smanjuje virulencija virusa i pojačava imunološki odgovor na njega.

U teoriji, takvi rekombinirani ASK-virusi čija je virulencija „ugašena“ tehnikama genetske modifikacije su bezopasni jer ne mogu izazvati bolest, no kako im nisu „ugašeni“ geni za izazivanje imunosnog odgovora, oni su i dalje imunogeni – tj. sposobni u inficiranoj životinji izazvati imunitet na ASK-virus. Osim gena koji omogućuju virulenciju virusa, moguće je „isključiti“ i gene koji su odgovorni za imunosupresiju (pojavu da virus izlučuje proteine koji blokiraju imunosni odgovor zaraženog domaćima i ostavljaju zaražene svinje bez adekvatne imunosne obrane od zaraze).

Zaključak

Situacija s pandemijom afrične svinjske kuge trenutno nalikuje masovnom šumskom požaru koji se nekontrolirano širi pomognut vjetrom (globalnim kanalima transporta živih svinja, mesa i prerađevina) i neoprezom ljudi; istovremeno, „vatrogasci“ (epidemiološke i veterinarske službe) za sada nemaju adekvatnu opremu za smirivanje i gašenje tog požara.

Jedino što je u ovom trenutku dovoljno učinkovito je da se zahvaćeno drveće pusti da izgori, a na rubovima fronte širenja požara poruši šuma kako bi se zaustavilo daljnje širenje. Dakle – ako ovu metaforu projiciramo na situaciju sa svinjskom kugom – za sada, dok epidemiolozi i veterinari ne raspolažu učinkovitim lijekovima ni cjepivom, preostaje žrtvovati zaražene životinje i stvarati karantenske, izolacijske zone oko područja u kojima hara infekcija.

U skoroj budućnosti (koja ovih dana upravo započinje), cjepivo će biti ključna strategija i najbolje sredstvo za prevenciju i kontrolu afričke svinjske kuge. Buduća istraživanja na područjima biotehnologije, virusologije i funkcionalne genomike vASK-a usredotočit će se na detaljno izučavanje strukture i funkcije virusnih proteina i gena koji ih kodiraju, mehanizama nastanka infekcije i razvoja imuniteta, identifikacije dodatnih zaštitnih antigena (na koje treba usmjeriti cjepiva radi poticanja bolje imunološke zaštite) i temeljitog testiranja sigurnosti cjepiva i njegovog imunološkog učinka na ciljanim životinjama.

A dok ne započne masovna globalna primjena učinkovitog cjepiva, na vladama i nadležnim ministarstvima svake pojedine države čiji svinjogojski fond je na udaru ove za sada neizlječive pošasti se nalazi zadaća da organiziraju i provode raspoložive epidemiološke mjere, s kojima paralelno treba adekvatno kompenzirati štete koje uzgajivači trpe iz dva smjera: kako od sâme epidemije tako i od mjera koje se provode kako bi se širenje svinjske kuge stavilo pod kontrolu.

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova i objavljivanja ilustracija u tiskanom izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih grafika i primijenjenog dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}