Doença Infecciosa da Bursa em Frangos: Progressos no Estudo das Cepas Variantes

A Doença Infecciosa da Bursa (IBD) nas galinhas é uma doença aguda, altamente contagiosa e sobretudo imunossupressora, causada pelo Vírus da Doença Infecciosa da Bursa (IBDV), que tem provocado perdas económicas significativas à indústria avícola mundial. Nos últimos anos, verificou-se que uma nova estirpe mutante (nVarIBDV) é amplamente prevalente na China, apresentando antigenicidade e patogenicidade diferentes das da estirpe tradicional ultravirulenta (vvIBDV), com proteção limitada por parte das vacinas tradicionais. Com base nas investigações mais recentes, este artigo resume de forma sistemática a epidemiologia, as alterações antigénicas, a análise da sequência do gene VP2 e as medidas de prevenção e controlo das estirpes variantes do IBDV na China, fornecendo uma base científica para o controlo eficaz da doença.

Visão geral da Doença Infecciosa da Bursa (IBD)

O Vírus da Doença Infecciosa da Bursa (IBDV), da família Birnaviridae, género Avibirnavirus, tem um genoma constituído por dois segmentos de RNA de cadeia dupla, A e B:

• Segmento A: codifica VP2, VP3, VP4 e VP5. A VP2, principal proteína do capsídeo e antigénio protetor, é determinante para a virulência viral, o tropismo celular e a variação antigénica. A sua região hipervariável (HVR, aminoácidos 206–350) é essencial para os estudos de evolução genética.
• Segmento B: codifica a VP1, uma RNA polimerase dependente de RNA (RdRp), que influencia a replicação viral e a evolução genética.

O IBDV classifica-se em dois serotipos:

• Serotipo I: Patogénico para as galinhas, abrangendo estirpes clássicas (cIBDV), variantes (vaIBDV), muito virulentas (vvIBDV) e atenuadas (atIBDV).
• Serotipo II: Infeta principalmente os perus, não sendo patogénico para as galinhas.

A IBD afeta sobretudo pintos com 3 a 6 semanas de idade, atacando os linfócitos B da bursa de Fabricius, o que provoca imunossupressão grave, maior suscetibilidade a infeções secundárias e menor eficácia de outras vacinas (por exemplo, gripe aviária H5/H7).

Epidemiologia das Estirpes Variantes do IBDV

Epidemiologia Histórica

• Global: As estirpes variantes do IBDV surgiram nos Estados Unidos na década de 1980, escapando à proteção conferida pelos anticorpos maternos das vacinas contra estirpes clássicas e tornando-se uma ameaça significativa para a indústria avícola. Na década de 1990, já tinham sido notificadas estirpes variantes de forma esporádica em países como a China.
• China: Desde a década de 1990, o vvIBDV é prevalecente na China, caracterizando-se por uma mortalidade elevada (60–100%) e lesões graves na bursa. A vacinação e a melhoria das práticas de maneio permitiram controlar o vvIBDV, mas desde 2017 surgiram novas estirpes variantes (nVarIBDV) nas regiões do leste da China com elevada densidade de frangos de carne, o que coloca novos desafios de controlo.

Epidemiologia Atual na China

Com base em testes genéticos da Weikesi e em estudos (por exemplo, Fan Linjin et al., 2019; Universidade Agrícola da China, 2019), o nVarIBDV na China apresenta:

• Distribuição geográfica: Detetado em pelo menos 15 províncias/cidades, incluindo o Nordeste, o Centro, o Leste e o Sul da China, afetando explorações de frangos de carne de plumagem branca e de poedeiras.
• Idade de aparecimento: Afeta sobretudo frangos de carne com mais de 25 dias e poedeiras em recria, com um intervalo de idades mais amplo, o que indica uma maior adaptabilidade viral.
• Características clínicas:
  • Sintomas ligeiros: Bursa inchada, hemorragia ligeira ou exsudado amarelo, com mortalidade inferior a 8%.
  • Alterações patológicas: Atrofia grave da bursa 1 a 2 semanas após a infeção, com destruição folicular, depleção de linfócitos, aumento inicial do baço e atrofia esplénica posterior.
  • Impacto: Apesar da menor virulência, a imunossupressão grave conduz a infeções secundárias (por exemplo, E. coli, gripe aviária), que aumentam o índice de conversão alimentar, reduzem o peso corporal e prejudicam a uniformidade do lote.
• Razões da Prevalência:
  • Pressão Imunitária: O uso prolongado de vacinas contra vvIBDV pode favorecer mutações ou recombinação, resultando na formação de variantes de escape.
  • Lacunas na monitorização: O foco inicial limitado nas estirpes variantes atrasou a deteção da sua disseminação subclínica.
• Dados: From 2019–2020, 45.1% (101/224) of bursal samples from 8 major poultry provinces tested positive for IBDV, with 52% A2dB1 (nVarIBDV) and 30% A3B3 (HLJ0504-like vvIBDV), confirming nVarIBDV as the dominant strain.

Alterações Antigénicas nas Novas Estirpes Variantes do IBDV

Diferenças Antigénicas

• Evidência serológica: Os testes de neutralização cruzada revelam uma divergência antigénica significativa entre o nVarIBDV e o vvIBDV. Os perfis de anticorpos monoclonais mostram que as mutações na VP2 (318D, 323E) causam evasão imunitária, reduzindo a eficácia das vacinas tradicionais contra vvIBDV (genótipo A3B2).
• Mecanismo: Alterações de aminoácidos na HVR da VP2 (por exemplo, 318D, 323E) alteram os epítopos, reduzindo a ligação dos anticorpos neutralizantes. Por exemplo, o nVarIBDV (estirpe SHG19) apresenta uma diferença marcada no índice antigénico em relação às estirpes vacinais de vvIBDV, com uma taxa de escape de 70%.

Impacto Imunitário

• Falha vacinal: Em bandos vacinados, o nVarIBDV causa lesões bursais graves e níveis reduzidos de anticorpos. Fan et al. (2020) observaram uma redução de 30–40% na proteção da vacina bivalente H5/H7 devido à interferência do nVarIBDV.
• Infeções secundárias: A imunossupressão aumenta a suscetibilidade a agentes patogénicos como a gripe aviária e Salmonella, ampliando assim as perdas económicas.

Análise da Sequência do Gene VP2

Classificação de Genótipos

• Classificação global: O IBDV do serotipo I está dividido em 7 genótipos (A1–A7) com base na HVR da VP2, estando o nVarIBDV classificado como A2dB1, distinto das estirpes variantes dos EUA (A2B1) e do vvIBDV (A3B2).
• Características das estirpes chinesas:
  • Homologia: O nVarIBDV chinês apresenta até 94,81% de homologia com estirpes variantes dos EUA, <92% com estirpes clássicas, vvIBDV e atenuadas.
  • Mutações-chave: As mutações na HVR da VP2 incluem 222T, 249K, 286I, 318D e as recentemente identificadas 221K, 252I, 299S, formando um subgrupo único de nVarIBDV chinês.
  • Estudo da Universidade Agrícola da China: Em 2019, a sequenciação do VP2 de 9 isolados de mercado (Hz001–Hz009) revelou 96–99% de homologia com as estirpes de referência, confirmando que o nVarIBDV tem potencial protetor.

Epidemiologia Molecular

• Tendências Evolutivas: Desde 2017, o nVarIBDV tem-se disseminado rapidamente na China, apresentando recombinação no Segmento A (VP2) e no Segmento B (VP1). O genótipo A2dB1 terá surgido através de mutações pontuais e recombinação sob pressão imunitária.
• Estirpes Representativas: As estirpes SHG19 e HB202201 apresentam mutações únicas no VP2 (por exemplo, K221, I252) que diferem significativamente das observadas nas estirpes vacinais tradicionais, exigindo o desenvolvimento de vacinas adaptadas.

Danos Causados pelas Novas Estirpes Variantes do IBDV

Histopatologia

• Bolsa de Fabricius: Após a infeção, a estrutura folicular é destruída e os linfócitos são depletados, com infiltração de heterófilos e proliferação de fibroblastos, o que conduz a atrofia grave e a danos irreversíveis nas células B ao fim de 1–2 semanas.
• Baço: Inchaço inicial com leucocitose, seguido de atrofia e redução da função imunitária.
• Outros Órgãos: Hemorragia ocasional nos rins e nos intestinos, e necrose do baço.

Impacto Económico e Imunitário

• Perdas Diretas: Atraso no crescimento (redução de peso de 10–15%), aumento do índice de conversão alimentar (0,2–0,3 superior) e menor uniformidade (coeficiente de variação 5% superior).
• Perdas Indiretas: A imunossupressão aumenta o risco de infeções secundárias, o que conduz a custos mais elevados com antibióticos. Por exemplo, os bandos infetados com nVarIBDV apresentam uma incidência de gripe aviária 20% superior.
• Interferência Vacinal: O nVarIBDV reduz os títulos de anticorpos das vacinas H5/H7 em 30–40%, comprometendo o controlo da doença.

Medidas de controlo

Otimização de Vacinas

• Seleção da vacina: Dar prioridade a vacinas que correspondam às sequências genéticas do nVarIBDV (por exemplo, vacinas recombinantes de VP2 baseadas no A2dB1). Os estudos mostram que as vacinas recombinantes de VP2 (por exemplo, a estirpe SHG19) alcançam 85% de proteção, em comparação com 60% das vacinas vvIBDV tradicionais.
• Estratégias de Imunização:
  • Vacinação in ovo ou ao 1.º dia: Utilizar vacinas vetoriais HVT-VP2 ou vacinas de complexos imunitários para contornar a interferência dos anticorpos maternos.
  • Vacinas vivas + inativadas: Administrar vacinas vivas de baixa virulência (por exemplo, estirpe A8B1) dos 1 aos 21 dias, seguidas de vacinas inativadas durante a recria, para manter níveis elevados de anticorpos.
• Monitorização e Ajuste: Testar regularmente os genótipos do IBDV das explorações e atualizar anualmente as estirpes vacinais, conforme recomendado pela China Agricultural University.

Biossegurança

• Desinfeção e Isolamento: Desinfetar os pavilhões afetados com ácido peracético a 1% ou glutaraldeído a 0,5%, mantendo um período mínimo de 2 semanas sem ocupação.
• Maneio: Minimizar o stress (por exemplo, temperaturas elevadas, excesso de lotação), otimizar a ventilação (amónia <10 ppm) e reforçar a imunidade do lote.
• Intervenção Precoce: Administrar soro hiperimune (título de anticorpos ≥1:256) durante os surtos iniciais, para reduzir a mortalidade em 5–10%.

Monitorização e Diagnóstico

• Diagnóstico Molecular: Utilizar RT-PCR em amostras de bursa, visando a HVR da VP2, com sequenciação de Sanger para confirmar os genótipos.
• Monitorização Patológica: Avaliar rotineiramente as lesões da bursa para avaliar a imunossupressão e orientar as medidas de controlo.
• Cooperação Regional: Criar uma base de dados nacional de epidemiologia do IBDV para partilhar sequências genéticas e prever tendências das variantes.

Aplicação da Tecnologia de Cultura de Células Animais em Suspensão na Produção de Vacinas contra o IBDV

Com base na tecnologia de cultura de células animais em suspensão, as aplicações na produção de vacinas contra o nVarIBDV incluem:

• Seleção de Linhas Celulares: Células Vero, DF-1 ou CHO-K1 adaptadas ao nVarIBDV (por exemplo, estirpe SHG19) mantêm uma viabilidade superior a 90% através da adaptação à suspensão. Por exemplo, a cultura de células Vero em suspensão atinge títulos virais de 10^8 TCID50/mL.
• Otimização do Meio de Cultura: O meio isento de soro (por exemplo, CDM4CHO) com transferrina (5 mg/L) e insulina (2 mg/L) reduz o risco de contaminação e os custos em 30%.
• Biorreator: Os modos de lote alimentado ou perfusão com biorreatores airlift permitem cultura de alta densidade (10^7 células/mL), aumentando o rendimento da vacina em 40%.
• Processo de Produção: A expressão otimizada da VP2 através de edição genética (por exemplo, CRISPR direcionado à HVR da VP2) origina vacinas recombinantes que correspondem à antigenicidade do nVarIBDV.
• Estudo de caso: A company using CHO-K1 suspension culture for nVarIBDV recombinant VP2 vaccine produced 10^9 doses per batch, reducing costs by 25% and achieving 90% protection.

Resumo e Perspetivas

Since 2017, China’s novel IBDV variant strain (A2dB1 genotype) has spread widely, exhibiting mild clinical symptoms, severe immunosuppression, and antigenic escape, with limited protection from traditional vvIBDV vaccines. VP2 sequence analysis identifies unique mutations (e.g., 221K, 252I, 318D), offering targets for vaccine development. Animal cell suspension culture technology supports efficient production and process optimization for novel vaccines.

Future Directions:

1. Vaccine Development: Develop gene-engineered vaccines (e.g., VP2 subunit vaccines) for improved antigen matching.
2. Technology Optimization: Promote suspension culture with smart bioreactors to lower production costs.
3. Monitoring Network: Create a national IBDV genotype database for real-time tracking of variant trends.
4. Colaboração Internacional: Leverage experiences from Japan, South Korea, and others to refine control strategies.

By integrating molecular epidemiology, vaccine technology, and biosecurity, nVarIBDV can be effectively managed, ensuring the sustainable development of China’s poultry industry.

Referências:

• Fan L, et al. Novel variant infectious bursal disease virus suppresses Newcastle disease vaccination in broiler and layer chickens. Vet Microbiol. 2020;240:108507.
• Xu A, et al. Phylogenetic analyses and pathogenicity of a variant infectious bursal disease virus strain isolated in China. Virus Res. 2020;276:197833.
• Wang Y, et al. Genotyping and Molecular Characterization of Infectious Bursal Disease Virus Identified in Important Poultry-Raising Areas of China. Frontiers in Vet Sci. 2021;8:726753.
• MSD Veterinary Manual, Infectious Bursal Disease in Poultry, 2023.