COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE Savoir pour mieux planifier l’avenir ! 4 novembre 2003, Saint-Hyacinthe Une initiative du Comité production porcine Épidémiologie du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) dans les élevages québécois Sylvie D’ALLAIRE, D.M.V., M.Sc., Ph.D. Professeure en médecine porcine Faculté de médecine vétérinaire, Université de Montréal Saint-Hyacinthe (Québec) Conférence préparée avec la collaboration de Renée LAROCHELLE, B.Sc., M.Sc., Ph.D., Chercheure scientifique Ronald MAGAR, B.Sc., M.Sc., D.M.V., Ph.D., Chercheur scientifique Agence canadienne d’inspection des aliments, Laboratoire de Saint-Hyacinthe Note : Cette conférence a été présentée lors de l’événement et a été publiée dans le cahier des conférences. Pour commander le cahier des conférences, consultez le catalogue des publications du CRAAQ ÉPIDÉMIOLOGIE DU SYNDROME REPRODUCTEUR ET RESPIRATOIRE PORCIN (SRRP) DANS LES ÉLEVAGES QUÉBÉCOIS INTRODUCTION Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est apparu en Amérique du Nord en 1987. Toutefois, ce n'est qu'en 1991 que le virus responsable de cette maladie a été identifié. Depuis, le SRRP continue d'entraîner des pertes économiques considérables pour l'industrie porcine. C'est sans contredit chez le porc la maladie la plus importante économiquement au Québec. Plusieurs études ont démontré que ce virus est génétiquement très variable (Kapur et al., 1996; Goldberg et al., 2000a, b) et certains auteurs avancent que ces variations pourraient être à l'origine de la différence de signes cliniques observés lors d'épisodes de SRRP. La sévérité des signes cliniques peut également être influencée par le type de système de production et le statut immunitaire du troupeau. Afin de mieux contrôler cette condition, il est essentiel de bien en comprendre l'épidémiologie. Le virus se transmet d'un troupeau à l'autre principalement par l'introduction de sujets infectés et par la semence contaminée, ou tel que suggéré expérimentalement via du matériel contaminé (aiguilles, bottes, vêtements, véhicules), des insectes et des oiseaux (Le Potier et al., 1997; Zimmerman et al., 1997; Benfield et al. 1999; Dee et al., 2002; Otake et al., 2002 a, b, c). Quant à la transmission par aérosol sur de longues distances, la littérature à son sujet demeure controversée. La majorité des études portant sur la transmission ont été effectuées à partir d'infections expérimentales alors que très peu d'études de champ ont été menées. Des outils de diagnostic très performants ont été développés pour le SRRP au cours des dernières années, ce qui a permis une approche originale pour l'étude de l'épidémiologie de cette importante maladie. Les objectifs du projet étaient d'évaluer la variation génétique parmi les souches du virus SRRP au Québec et d'identifier des relations entre les souches afin de mieux comprendre les facteurs impliqués dans la propagation du virus. De nombreux vétérinaires et producteurs ont participé à cette étude et leur collaboration fut grandement appréciée. Les résultats présentés sont issus d'une étude récente (Larochelle et al. 2003) à laquelle est ajoutée l'analyse de cas de SRRP soumis depuis juillet 2002. MATÉRIEL ET MÉTHODES Au total, 369 souches de virus SRRP ont été analysées dont 347 souches obtenues de cas de champ sur une période de cinq ans, 18 isolats de référence, trois souches vaccinales et une souche des États-Unis. Les échantillons soumis consistaient en des sérums ou des morceaux de poumons ou de ganglions lymphatiques obtenus d'animaux qui avaient présenté des signes cliniques ou des CRAAQ – 2003 2 COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE taux d'anticorps contre le virus SRRP plus élevés que normalement attendu. Les échantillons étaient soumis à diverses procédures de biologie moléculaire qui permettaient de séquencer une partie du génome du virus SRRP. En bref, les souches étaient identifiées par PCR (amplification en chaîne par polymérase ou polymerase chain reaction) de façon à amplifier la région appelée ORF 5 (cadre de lecture ouvert ou open reading frame) du virus SRRP. Par la suite, cette partie du génome viral (ORF 5) a été séquencée ce qui a permis de comparer les souches entre elles. Cette analyse a permis d'obtenir le degré de ressemblance (homologie en %) entre les souches et ainsi de déterminer si les souches étaient semblables (homologues) ou différentes (hétérologues). Un dendrogramme a été construit et permettait de visualiser différents regroupements de souches. Un questionnaire était complété pour chaque cas soumis afin d'obtenir de l'information sur le type de troupeau, la localisation, les signes cliniques observés, les sources d'approvisionnement d'animaux et les sources potentielles de contamination du troupeau. Les détails sur la méthodologie utilisée sont décrits par Larochelle et collaborateurs (2003). RÉSULTATS Les 347 souches de champ provenaient de 251 troupeaux. Pour 65 troupeaux, plus d'un échantillon ont été soumis au cours de l'étude. Environ 70 % des cas ont été soumis durant l'automne et l'hiver, soit de novembre à avril. La taille des troupeaux variait de 100 à 2400 truies avec une moyenne de 610. L'inventaire moyen en pouponnière et en engraissement était respectivement de 1680 et 2010 porcs. Près de 60 % des cas ont été soumis pour des problèmes reproducteurs, 35 % pour des problèmes respiratoires en pouponnière ou en engraissement et 5 % pour une augmentation dans le troupeau des titres sérologiques envers le virus SRRP en absence de signes cliniques. Le dendrogramme a permis d'identifier 63 regroupements comprenant de 2 à 29 séquences chacun. Des exemples de cinq différents regroupements sont illustrés à la Figure 1. L'homologie devait être égale ou supérieure à 98 % pour considérer les séquences comme semblables. Ainsi, 277 séquences sur 369 (75 %) ont pu être incluses dans ces regroupements. Les données recueillies à l'aide des questionnaires ont été utilisées pour identifier la présence de relations entre les souches d'un même regroupement. Pour certains regroupements, un seul type de relation pouvait être à l'origine du regroupement, alors que plusieurs relations diverses étaient observées dans d'autres regroupements. CRAAQ – 2003 3 COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE Figure 1. Portion de dendrogramme illustrant cinq regroupements de différentes souches de SRRP (accolades 1 à 5). Le regroupement 3 compte 20 souches différentes Les relations entre les souches pouvaient être attribuées à diverses causes (Tableau 1) : • • • • • à l'introduction de porcelets ou de porcs à l'engrais infectés ; à l’introduction de sujets de remplacement infectés ; au fait que les souches provenaient d'un même troupeau ou d'un même site de production ; à une contamination intentionnelle de cochettes en vue de les acclimater à la souche virale présente dans l'élevage récepteur ; à une contamination via des objets inanimés. Pour d'autres séquences, aucun lien n'a pu être identifié outre le fait que les souches provenaient de troupeaux différents, mais appartenaient au même propriétaire sans être en mesure de spécifier davantage la relation. Dans d'autres cas, aucun lien précis n'a pu être établi autre que les souches qui provenaient de troupeaux situés dans la même région géographique. La distribution de ces souches selon leur appartenance et la distance entre les fermes d'origine est indiquée au Tableau 1. Les souches dites vaccinales, au nombre de 29, se retrouvaient dans deux regroupements associés à deux types de vaccins. Pour 37 souches, aucune relation n'a pu être observée. CRAAQ – 2003 4 COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE Tableau 1. Relation suspectée entre les souches au sein des regroupements (277 souches) Relation % Introduction de porcelets Introduction d'animaux de remplacement Même troupeau d'origine Même site de production Même organisation Contamination intentionnelle pour acclimatation de cochettes Objets inanimés Propagation régionale Distance entre les fermes <3 km : propriétaires différents Distance entre les fermes <3 km : même propriétaire Distance entre les fermes >3 km et <10 km : propriétaires différents Distance entre les fermes >3 km et <10 km : même propriétaire Distance >10 km et <30 km Souche vaccinale Inconnu 14,1 5,8 16,2 4,6 12,8 2,4 1,8 5,8 4,0 4,9 2,4 4,9 8,9 11,3 Pour 65 troupeaux, plus d'une souche ont été identifiées, soit de la même soumission ou de différents échantillons soumis sur une période de un mois à quatre ans. Dans 66 % des troupeaux ayant effectué de multiples soumissions, les souches étaient toutes différentes. Jusqu'à quatre souches différentes ont été identifiées au sein d'un troupeau sur une période de deux ans et demi. Cependant dans 20 % des troupeaux avec soumissions multiples, les souches étaient similaires. Dans les autres cas (14 %), on retrouvait des souches à la fois différentes et similaires, par exemple, deux souches semblables et une troisième différente des deux autres. Les souches de type vaccinal se retrouvaient dans deux regroupements : un avec 27 séquences dont celle du vaccin RespPRRS/Repro et celle de la souche de référence ATCCVR2332 et un deuxième regroupement de deux séquences incluant celle du vaccin PRRS ATP. Une souche de champ a été subséquemment identifiée dans trois de ces troupeaux. Dans dix cas, les animaux soumis avaient été vaccinés de 3 à 122 jours auparavant (moyenne de 43 jours), alors que dans 12 autres cas les animaux soumis n'étaient pas vaccinés eux-mêmes mais provenaient de troupeaux où une vaccination était effectuée. Six autres sujets provenaient d'élevage où la vaccination avait cessé depuis un à deux ans auparavant et un sujet venait d'un troupeau n'ayant jamais utilisé de vaccin pour le SRRP. CRAAQ – 2003 5 COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE DISCUSSION Cette étude a permis de démontrer qu'il y avait une très grande diversité moléculaire du virus SRRP au Québec et que ce virus était en constante évolution. Par contre, nous n'avons pu démontrer que la sévérité des signes cliniques était reliée à certains types génomiques particuliers. La majorité des cas de l’étude ont été soumis en automne et en hiver. Cette distribution saisonnière de soumission peut être le reflet d'un risque d'infection accru durant l'automne et l'hiver. Des études expérimentales ont suggéré que certains modes de transmission sont favorisés selon les saisons. Ainsi, la transmission par des objets inanimés, tels les véhicules et les bottes, serait plus facile en hiver alors que la transmission via les moustiques se produirait durant les mois chauds. Dans notre étude, les oiseaux ne peuvent être considérés comme un facteur important dans la transmission puisque la grande majorité des bâtiments étaient à l'épreuve des oiseaux. Les relations entre les souches qui prédominaient au sein des regroupements étaient l'introduction d'animaux infectés (porcelets, porcs à l'engrais ou cochettes) et la propagation régionale. Les cas qui faisaient suite à l'introduction de cochettes survenaient en moyenne deux à trois semaines après l'introduction, bien que cette période variait beaucoup selon le type de roulement, la durée et le type d'acclimatation. Il y a eu quelques cas où la contamination a pu être attribuée à des objets inanimés contaminés. Dans un cas, la contamination des porcelets durant le transport a été incriminée. Des porcelets naïfs avaient été transportés dans un véhicule où des porcelets SRRP-positifs avaient séjourné au cours de la même journée sans que le camion ait été nettoyé et désinfecté entre les deux opérations. Dans un autre cas, un conducteur qui venait de charger des porcelets SRRP-positifs dans son camion, a eu accès au quai d'expédition d'un troupeau qui était préalablement négatif. Dans ce dernier cas, on ne peut exclure une transmission par aérosol. Ces exemples illustrent bien que les véhicules de transport et leur conducteur de même que les employés représentent un risque dans la transmission du virus SRRP. Le lien entre des souches provenant de troupeaux se trouvant sur un même site de production n'est pas inattendu. Bien que la transmission par aérosol entre les bâtiments ne puisse être exclue, il y a certainement un risque accru de contamination par des objets inanimés et le mouvement des employés et du personnel au sein de ces organisations. Toutefois, il est à noter que dans plus de la moitié des cas, des souches différentes au sein d'un même site ont été identifiées confirmant l'importance de maintenir des règles de biosécurité strictes entre deux bâtiments. La propagation régionale se définit comme la transmission d'un agent d'un troupeau à l'autre sans qu'il y ait eu de contact direct évident avec des porcs ou des humains. La transmission peut se faire soit par aérosol (particule virale transmise par l'air selon la direction des vents), par des vecteurs mécaniques ou biologiques (mammifères, oiseaux, insectes) ou encore par des CRAAQ – 2003 6 COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE objets inanimés. La propagation régionale a été fortement suspectée pour plusieurs souches provenant de troupeaux appartenant à différents propriétaires. Dans 44 % des cas où une propagation régionale était suspectée, les troupeaux étaient localisés à moins de 3 km l'un de l'autre et dans un autre 33 % des cas, les troupeaux étaient séparés de 3 à 10 km. Mortensen et collaborateurs en 2002 ont démontré que d'avoir un troupeau situé à moins de 3 km d'un élevage infecté augmentait le risque d'infection par le virus SRRP. Il a été impossible de déterminer à partir de nos données une distance spécifique en deçà de laquelle le risque d'infection est augmenté étant donné que la plupart des troupeaux se trouvaient dans des zones densément peuplées avec, de surcroît, d'autres fermes avoisinantes n'ayant pas participé à l'étude et pour lesquelles le statut sanitaire demeurait inconnu. Bien que le mode précis de transmission pour la propagation régionale soit inconnu, la transmission par aérosol est fortement suspectée dans plusieurs cas. Près de la moitié de ces cas appartenaient à des propriétaires différents avec des fournisseurs d'aliments différents, des équipes de conseillers techniques différents et des sources différentes d'animaux, diminuant ainsi les probabilités de transmission par les véhicules ou autres objets inanimés. Pour les troupeaux appartenant à un même propriétaire, il est plus difficile de prouver une transmission par aérosol, car le virus peut également être introduit dans le troupeau par une source commune d'animaux ou via des objets inanimés associés à des services techniques ou à des véhicules. La littérature sur la transmission par aérosol demeure fort controversée. Bien que pendant longtemps, on ait cru à une transmission par aérosol, mais seulement sur de courtes distances, soit moins de 1 mètre (Torremorell et al., 1997; Brockmeier and Lager, 2002), les études rapportant une transmission sur de plus longues distances sont de plus en plus fréquentes (Le Potier et al., 1997; Lager et al., 2002; Mortensen et al., 2002; Dee et al., 2003). Nos résultats indiquent qu'une souche peut persister dans un troupeau jusqu'à 3 ½ ans, en ne subissant que très peu de variation de la région ORF 5, moins de 2 % au cours de cette période. Toutefois, l'introduction d'une nouvelle souche au sein d'un troupeau semble beaucoup plus fréquente que la persistance d'une souche qui subirait des mutations dans le temps. Ainsi dans 80 % des troupeaux ayant soumis plus d'un cas, on retrouvait des souches génétiquement différentes, et ce, souvent même dans un intervalle de moins de un an. Dans ces cas, il était fréquent d'observer une recrudescence de signes cliniques, qui pouvaient être très sévères. Ces résultats corroborent ceux de Mengeling et collaborateurs (2003) qui ont démontré que la réponse immunitaire du porc au virus du SRRP a un certain degré de spécificité par rapport à la souche. En d'autres termes, la réponse immunitaire développée face à une souche de SRRP ne confère pas une protection totale lorsqu'une autre souche est introduite, ce qui expliquerait la recrudescence des signes cliniques. Dans notre étude, une souche vaccinale a été identifiée dans moins de 10 % des cas bien que les animaux étaient vaccinés dans 23 % des soumissions et provenaient de troupeaux vaccinés dans 61 % des cas. Ces résultats confirment que les souches de champ se répliquent plus activement que la souche vaccinale. Il est rapporté que la souche vaccinale peut se transmettre de porcs vaccinés à des porcs naïfs (Mortensen et al., 2002), ce qui expliquerait la circulation de la souche vaccinale au sein d'un troupeau, même deux ans après l'arrêt de la vaccination. CRAAQ – 2003 7 COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE CONCLUSION Au sein d'un troupeau, il peut être important de déterminer si les souches sont similaires lorsqu'on expérimente plus d'un épisode de SRRP. Lorsque les souches sont identiques, cela peut révéler un problème d'acclimatation des cochettes ou un problème de stabilisation de l'infection qui fait souvent suite à l'introduction continuelle d'animaux susceptibles. Si par contre, on fait face à des souches différentes, il est primordial de déterminer s'il s'agit de problèmes liés aux mesures de biosécurité ou à la source des animaux. L'utilisation de la caractérisation génomique du virus en parallèle avec les données épidémiologiques a fourni de l'information très intéressante aux vétérinaires et aux producteurs qui ont participé à l'étude. Suite aux résultats, les règles de biosécurité ont été réévaluées sur plusieurs fermes de même que le mouvement des animaux, du personnel et des véhicules. Le fait d'être en mesure d'identifier de façon plus concrète la source d'une infection a aussi contribué significativement à la formation continue des employés, des propriétaires et des spécialistes en les sensibilisant davantage à l'importance des mesures de biosécurité. REMERCIEMENTS Nous tenons à remercier B. Delisle et D. Longtin de l'Agence canadienne d'inspection des aliments, Laboratoire de Saint-Hyacinthe, pour le travail technique de même que tous les vétérinaires qui ont participé à l'étude pour leur temps, effort et dynamisme. Nous tenons également à remercier nos partenaires industriels pour leur contribution financière : F. Ménard Inc., Shur Gain, Boehringer Ingelheim (Canada) Ltd./Ltée, Coopérative fédérée de Québec, Agribrands Purina Canada Inc., Schering Plough Santé Animale. Ce projet a été rendu possible grâce au programme de partage des frais à l’investissement de l'Agence canadienne d'inspection des aliments. CRAAQ – 2003 8 COLLOQUE SUR LA PRODUCTION PORCINE RÉFÉRENCES Benfield, D.A., Collins, J.E., Dee, S.A., et al., 1999. Porcine reproductive and respiratory syndrome. Dans: B.E. Straw, S. D’Allaire, W.L. Mengeling and D.J. Taylor, (éditeurs), Diseases of Swine, 8e édition. Iowa State University Press, Ames, pp. 201-232. Brockmeier, S.L., Lager, K.M., 2002. Experimental airborne transmission of porcine reproductive and respiratory syndrome virus and Bordetella bronchiseptica. Vet. Microbiol. 89, 267-275. Dee, S., Deen, J., Rossow, K., et al., 2002. 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