Il virus della malattia di Newcastle è in continua evoluzione e le tecniche molecolari in uso permettono la classificazione di ceppi vaccinali e di campo in numerosi genotipi e sottogenotipi, anche se attualmente si riconosce un unico sierotipo del virus. Le misure e le strategie di controllo della malattia includono protocolli di biosicurezza, solitamente combinati con programmi di vaccinazione predisposti con diversi tipi di vaccini ed età di somministrazione a seconda delle situazioni.
Virus della malattia di Newcastle
I primi casi documentati della malattia di Newcastle (ND) si sono verificati esattamente un secolo fa, nel 1926, nell’isola di Java in Indonesia, e a Newcastle upon Tyne, in Inghilterra. La malattia, nella sua forma altamente patogena, rientra nella lista del Codice Sanitario degli Animali Terrestri dell’Organizzazione Mondiale per la Salute Animale (WOAH), e deve essere notificata al WOAH.
Si tratta di una malattia avicola devastante, causata da ceppi particolarmente virulenti del virus, che possono provocare un tasso di mortalità del 100%, soprattutto negli avicoli privi di protezione immunitaria (Figura 1).
Questa specie di virus, recentemente ridenominata Orthoavulavirus tipo 1, fa parte della famiglia Paramyxoviridae, comunemente conosciuta anche come Paramyxovirus tipo 1 (APMV-1).
I virus della malattia di Newcastle (NDV) sono dotati di envelope e possiedono un genoma a RNA, a singolo filamento di senso negativo, non segmentato, suddiviso in sei geni che codificano per almeno sei proteine strutturali. Ogni proteina gioca un ruolo distinto nel ciclo vitale dell’NDV: la proteina di fusione (F), l’emoagglutinina-neuraminidasi (HN) e l’RNA polimerasi (L) contribuiscono, come dimostrato, alla patogenicità complessiva dell’NDV. In particolare, le glicoproteine HN e F facilitano l’attacco e la fusione con la membrana della cellula da infettare e giocano un ruolo centrale nell’induzione di anticorpi virus-neutralizzanti, che risultano essenziali per una protezione efficace del pollame. La proteina HN è responsabile del legame ai recettori cellulari contenenti acido sialico, e la proteina F permette l’entrata del virus nella cellula ospite. Come in altri virus a RNA, l’RNA polimerasi è soggetta a errori e questo facilita la generazione di diversità genetica. La WOAH definisce come ceppi virulenti gli NDV che nei test in vivo hanno un indice di patogenicità intracerebrale (ICPI) uguale o maggiore di 0,7 (2,0 è l’indice massimo), e/o possiedono un sito di clivaggio con molti amminoacidi basici e fenilalanina in posizione 117.
Evoluzione e genotipizzazione del virus
Tutti i virus della malattia di Newcastle appartengono a un unico sierotipo, dal momento che inducono la produzione di anticorpi che forniscono un certo livello di protezione crociata nei confronti di ogni altro NDV. Tuttavia, esiste una considerevole diversità genetica tra i diversi NDV, con una differenziazione in ceppi di classe I (si tratta prevalentemente di ceppi avirulenti isolati da uccelli acquatici selvatici) e di classe II, rilevati negli avicoli e ulteriormente divisi in almeno 21 genotipi (classificati da I a XXI). Sulla base del sequenziamento completo del gene della proteina F, come proposto da Dimitrov et al., 2019, si riscontra almeno il 10% di differenze nella sequenza di amminoacidi tra i diversi genotipi, che vengono a loro volta suddivisi in sottogenotipi.
In effetti, la circolazione diffusa di ceppi virali di NDV nelle popolazioni avicole spinge verso diversità genetiche significative del virus e a una continua evoluzione, con la comparsa di nuove varianti. Ceppi di campo a bassa virulenza rilevati in avicoli e in uccelli selvatici, così come i virus contenuti nei vaccini in commercio, appartengono ai genotipi I e II; invece i più comuni ceppi virulenti che circolano attualmente negli avicoli domestici appartengono prevalentemente ai genotipi V (in Nord America e Africa), VI e VII (in tutto il mondo), XI (in Madagascar), XII (in Asia e Sud America), XIII (in Asia), e XIV (in Nigeria), oltre ai genotipi recentemente designati come XVI (nella Repubblica Dominicana) e XVII e XVIII (in Africa).
Patologia e diagnosi
La malattia di Newcastle è tra le più importanti malattie aviarie a livello mondiale e continua a essere endemica in molti Paesi di Asia, Africa e delle Americhe, con sporadiche incursioni anche in Europa. I polli infettati da NDV manifestano un ampio spettro di sintomi clinici, che variano a seconda del livello di protezione acquisito e dei ceppi virali coinvolti, i quali possono essere suddivisi in tre principali gruppi di patogeni: quelli classificati come lentogeni sono avirulenti o a bassa virulenza e causano infezioni subcliniche oppure una lieve malattia enterica e/o respiratoria; i ceppi mesogeni provocano malattia con mortalità principalmente nei polli entro le prime otto settimane; i ceppi velogeni determinano gravi infezioni sistemiche con lesioni in diversi organi e tessuti e tassi di mortalità che possono raggiungere il 100% in gruppi privi di protezione (Figure 2, 3 e 4). In animali in deposizione, la produzione di uova può essere gravemente colpita, con importanti cali di deposizione e problemi di qualità del guscio.
Veterinari e tecnici avicoli esperti sono in grado di avanzare un’ipotesi di diagnosi di malattia di Newcastle sulla base delle osservazioni cliniche e necroscopiche. Tuttavia, sono disponibili diversi test di laboratorio, sia in vivo che in vitro, e vengono normalmente richiesti per confermare la diagnosi e per caratterizzare l’agente della malattia in termini di patogenicità e di sequenziamento genomico correlato alla virulenza e al genotipo. Ciò, soprattutto all’inizio di una nuova epidemia, può essere ottenuto mediante isolamento virale, seguito dal test di patogenicità in vivo, per definire l’ICPI del ceppo isolato. Inoltre, o in alternativa, si può procedere al rilevamento della presenza di NDV mediante il test di polymerase chain reaction (PCR), possibilmente seguito dal sequenziamento del gene amplificato della proteina F, in particolare del suo sito di clivaggio. Possono essere recapitati al laboratorio campioni prelevati sul campo, come organi, tessuti o altri materiali biologici freschi o refrigerati oppure congelati. Tuttavia, attualmente è sempre più comune e conveniente l’invio di campioni ai laboratori utilizzando le cosiddette “FTA cards” (Figura 5), che permettono di spedire i campioni in modo sicuro ed economico a laboratori di tutto il mondo. Oltre alla rilevazione del virus, è possibile dimostrare e misurare la risposta immunitaria a un’infezione di campo o alla vaccinazione utilizzando i test sierologici basati sulle comuni tecniche ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) o HI (hemagglutination inhibition). Con gli stessi test, nelle primissime settimane di vita, è possibile il dosaggio degli anticorpi materni trasmessi dalle madri alla progenie.
Misure e strategie di controllo contro la malattia di Newcastle
Il controllo della malattia di Newcastle comprende una serie di misure e strategie che, a seconda delle situazioni, vanno dalla biosicurezza alla sorveglianza, dalle vaccinazioni al controllo dei fattori complicanti. L’applicazione di rigidi protocolli di biosicurezza, abbinati a programmi di sorveglianza, ha l’obiettivo di prevenire l’introduzione di ceppi virulenti di ND negli allevamenti avicoli. Nella stragrande maggioranza dei Paesi a livello mondiale, queste misure sono integrate con l’impiego di vaccini con caratteristiche diverse, secondo la loro efficacia e disponibilità nelle diverse aree.
In certi stati, come ad esempio nell’Unione Europea, è in vigore una normativa per l’eradicazione dell’infezione, con l’impiego delle risorse necessarie per la sorveglianza, il depopolamento degli allevamenti infetti e il relativo risarcimento dei proprietari degli animali.
Attualmente i programmi di vaccinazione possono utilizzare vaccini convenzionali vivi attenuati e/o inattivati, così come i più moderni vaccini a vettore, basati sull’Herpesvirus del tacchino (HVT) come vettore, con l’inserimento del gene F, prelevato da un ceppo di NDV donatore e inserito come tale nel genoma dell’HVT, oppure dopo averlo modificato artificialmente per ottimizzarne gli effetti.
La protezione individuale contro la malattia di Newcastle può contare su diversi meccanismi immunitari, innescati in modo diverso a seconda del tipo di vaccino somministrato. I vaccini vivi attenuati inducono la risposta più rapida, principalmente basata sull’immunità cellulo-mediata e locale, quest’ultima correlata alla produzione di anticorpi locali, della classe IgA, nei siti di replicazione del vaccino, in modo particolare nelle mucose del sistema respiratorio e intestinale, e nella congiuntiva. Mediante questo tipo di vaccini, normalmente somministrati con metodi di massa spray o in acqua da bere, o tramite goccia oculare quando praticabile, la produzione di anticorpi umorali, IgM e IgY, è rilevabile ma a titoli relativamente bassi. Il picco di protezione viene normalmente raggiunto 2–3 settimane dopo la vaccinazione, ma la durata dopo una singola dose è limitata a poche ulteriori settimane. D’altro canto, i vaccini inattivati inducono solo anticorpi umorali (IgM e IgY), seppure a titoli elevati, con picchi raggiunti tra le 3 e le 5 settimane dopo l’iniezione parenterale individuale, e persistenza per diversi mesi.
I vaccini a vettore, come i prodotti con un unico inserto, HVT-ND, o a doppio inserto, HVT-ND-IBD, HVT-ND-ILT o HVT-ND-AI, vengono somministrati in incubatoio mediante iniezione in ovo tra i 18 e i 19 giorni di incubazione, oppure sottocute al primo giorno di vita: essi sono in grado di indurre buoni livelli di anticorpi circolanti, a partire dalle 3–4 settimane di vita, oltre a una immunità cellulo-mediata, sia pure limitata. Con questo tipo di vaccini si ottiene la massima durata della protezione, grazie al lungo periodo di replicazione e di espressione del gene F in questo tipo di vaccini.
Da tutto ciò si può dedurre che programmi di vaccinazione nei quali si combinano vaccini vivi ND attenuati e un vaccino a vettore HVT-ND, consolidano tutti i vantaggi dei rispettivi vaccini, in termini di rapida insorgenza e completezza dell’immunità, uniti alla più lunga durata ottenibile. Effetti equivalenti possono essere ottenuti associando vaccini vivi e inattivati nei programmi di vaccinazione, sia pure con un’inferiore durata dell’immunità.
Un vantaggio ulteriore dei vaccini vivi è rappresentato dalla massima riduzione della disseminazione di NDV in caso di infezione, quando essi vengono combinati in programmi con vaccini a vettore o inattivati; ciò rispetto a questi ultimi vaccini utilizzati da soli, senza un priming con vaccino vivo (Tabella 1).
Molti studi dimostrano che programmi di vaccinazione ideati in modo appropriato sono in grado di fornire una protezione consistente contro diversi genotipi e sottogenotipi che circolano a livello mondiale. Tenendo conto dei meccanismi appena descritti, è sempre raccomandato inserire vaccini vivi nei programmi di vaccinazione, per indurre un inizio precoce della risposta immunitaria e una solida protezione a livello locale nei siti di entrata e replicazione di NDV.
Un ulteriore fattore rilevante per la preparazione dei programmi di vaccinazione è rappresentato dalla durata di vita dei gruppi di avicoli da vaccinare: animali a lunga vita, come ad esempio riproduttori e ovaiole commerciali, normalmente richiedono una o più dosi di vaccini vivi, soprattutto durante la fase di allevamento-svezzamento, con un richiamo mediante un vaccino HVT-ND in incubatoio e/o un vaccino inattivato prima dell’inizio della fase di deposizione. Tale strategia è in grado di proteggere questo tipo di animali contro sintomi clinici e problemi nella produzione di uova, lungo il loro ciclo produttivo.
Vaccini e programmi di vaccinazione possono risultare efficaci oppure destinati al fallimento, anche a seconda della qualità del processo di vaccinazione nel suo complesso, e di un opportuno monitoraggio dell’efficacia della vaccinazione.
Considerando tutti i fattori fin qui discussi, le misure e le strategie di controllo descritte possono consentire un controllo efficace della malattia nelle unità e nelle organizzazioni produttive integrate dove vengono attuate. Tuttavia, gli stessi programmi di controllo, sia pur efficaci in certe condizioni, possono andare incontro a insuccessi. Ciò si verifica soprattutto in stati e aree dove co-esistono allevamenti avicoli nei quali non vengono applicate misure di controllo coordinate e armonizzate. Ciò favorisce il passaggio frequente di virus da allevamenti infetti ad allevamenti esenti, favorendo l’endemizzazione dell’infezione, come avviene in Paesi e aree ad alta densità di allevamenti avicoli, specialmente quando essi appartengono a diverse organizzazioni, ognuna delle quali segue strategie di controllo diverse dalle altre e spesso inadeguate al rischio. Questo punto particolarmente critico può essere corretto e gestito in modo efficiente se esiste un’autorità, un’agenzia, un’organizzazione di profilo adeguato, designata e riconosciuta a livello nazionale o regionale, per stabilire e coordinare un insieme di misure di vasta portata e protocolli operativi, in modo coerente e omogeneo. Tutto ciò deve essere supportato da adeguate risorse e da poteri normativi e operativi volti ad armonizzare i programmi di controllo e, possibilmente, di eradicazione, in modo particolare dove la malattia di Newcastle si verifica frequentemente o manifesta un andamento endemico.
Riferimenti bibliografici
World Organisation for Animal Health. (2019). Manual of diagnostic tests and vaccines for terrestrial animals: Newcastle disease. https://www.oie.int
Dimitrov, K. M., et al. (2019). Infectious genetics and evolution, 74.
Swayne, D. E. (Ed.). (2013). Diseases of poultry (13ª ed.). John Wiley & Sons, Inc.
Vedi anche:
Malattia di Newcastle ancora presente in Europa, in calo l’influenza aviaria
