Virus Penyakit Mulut dan Kuku: Imunobiologi, Kemajuan dalam Vaksin dan Strategi Vaksinasi Mengatasi Kegagalan Vaksin

Read Also

Penyakit mulut dan kuku (PMK) merupakan penyakit yang sangat menular dan penting secara ekonomi pada ternak ruminansia domestik dan liar termasuk sapi, kerbau, babi, kambing, dan domba. Suhu tubuh yang tinggi dan munculnya lesi vesikular pada mukosa oro-nasal, celah interdigital, pita koroner, ambing, dan epitel puting susu merupakan karakteristik utama dari penyakit ini. PMK mengakibatkan hilangnya nafsu makan dan berat badan, produksi susu, tenaga draft, dan aborsi pada hewan hamil lanjut. Kerugian tidak langsung termasuk kerugian perdagangan karena larangan ekspor susu dan produk susu dan produk hewani lainnya ke negara-negara bebas PMK. Morbiditas mencapai 100% pada ternak yang belum divaksinasi. Kematian secara signifikan tinggi (>20%) pada anak sapi muda karena miokarditis. Seringkali, sebagian besar hewan pulih menjadi pembawa virus PMK (FMDV).

Agen penyebabnya adalah FMDV, yang termasuk dalam genus Aphthovirus dalam famili Picornaviridae. Virus ini muncul sebagai tujuh serotipe yang berbeda secara genetik dan antigenik—O, A, C, Asia 1, dan Southern African Territories (SAT) 1-3. Setiap serotipe memiliki beberapa subtipe dalam setiap serotipe. Genom virus memiliki panjang sekitar 8,3 kb dan terbungkus dalam kapsid protein. Genom RNA berisi kerangka baca terbuka besar yang mengkodekan empat protein struktural virus (VP1, VP2, VP3, dan VP4) dari polipeptida P1 dan tujuh protein non-struktural (Lpro, 2A, 2B, 2C, 3A, 3b, 3Cpro, dan 3Dpol) dari polipeptida P2 dan P3. Daerah 5′ dan 3′ untranslated regions (UTRs) penting untuk replikasi dan translasi virus. Kapsid berisi 60 salinan masing-masing dari empat protein struktural yang berbeda (VP1-4). VP1–3 terpapar permukaan, sementara VP4 diinternalisasi. Struktur kristalografi kapsid FMDV mengungkapkan bahwa epitop imunologi sebagian besar ditemukan pada loop interkoneksi berorientasi permukaan antara elemen struktural. Motif asam amino Arg-Gly-Asp (RGD) yang sangat terkonservasi dalam loop GH memainkan peran utama dalam masuknya virus ke dalam sel inang dan berkontribusi pada kekebalan protektif pada inang. Keluarga reseptor integrin V berikatan dengan loop GH untuk entri virus yang diperantarai reseptor. Tidak adanya reseptor ini pada sel inang mengurangi kemampuan virus masuk. RNA polimerase yang rendah menyebabkan replikasi virus yang rawan kesalahan dan mutasi genom. Keterlibatan situs imunologis kritis dapat menyebabkan munculnya varian imunologi dari FMDV. Kekebalan terhadap satu serotipe tidak memberikan perlindungan terhadap serotipe lain atau terkadang varian dalam serotipe yang sama.

Pengendalian dan pemberantasan PMK sangat penting untuk pertanian berkelanjutan dan pertumbuhan ekonomi. Kisaran inang yang luas, kompleksitas epidemiologis, meningkatnya pergerakan hewan dan produk hewan di pasar internasional, tingkat infektivitas yang tinggi, munculnya varian baru, antarmuka hewan domestik dan liar, kurangnya vaksin yang sangat kuat, dan kurangnya infrastruktur yang dibutuhkan adalah beberapa di antaranya. faktor kunci yang menghambat kontrol dan pemberantasan PMK di pengaturan endemik. Vaksinasi wajib dengan tindakan sanitasi yang ketat telah berhasil diterapkan untuk pengendalian atau pemberantasan PMK di negara-negara Eropa dan Amerika Selatan. Depopulasi hewan yang terinfeksi PMK dan kontak lebih disukai daripada pengenalan vaksinasi di negara-negara yang bebas PMK. Namun, baru-baru ini, kebijakan "vaksinasi untuk hidup" juga telah dipertimbangkan di negara-negara yang bebas dari PMK karena masalah sosial yang terlibat dalam pemusnahan skala besar. Dalam kasus unik di Belanda, kebijakan “vaksinasi untuk membunuh” diadopsi, di mana hewan yang bersentuhan divaksinasi diikuti dengan pembunuhan ketika wabah mereda. Tindakan tersebut menghasilkan kontrol cepat atas kebijakan "uji dan bunuh" yang lengkap. Namun, kebijakan yang dimaksudkan untuk mengendalikan PMK di rangkaian endemik yang menampilkan sirkulasi simultan lebih dari satu serotipe harus berbeda dari situasi di mana satu serotipe PMK diperkenalkan di daerah bebas PMK.

PMK endemik di India. Laporan PMK tertua yang terdokumentasi di negara ini berasal dari tahun 1864. Perkiraan kerugian ekonomi langsung akibat PMK adalah USD 2,0–3,2 miliar per tahun. Kerugian tidak langsung akibat hambatan perdagangan akan semakin meningkatkan angka ini. PMK di India adalah masalah yang kompleks, dan beberapa tantangan perlu ditangani untuk mengendalikan dan memberantas penyakit dari negara tersebut. Prevalensi beberapa serotipe dengan kemunculan varian baru yang konstan, kurangnya vaksin yang sangat kuat dan stabil, populasi besar, antarmuka spesies, dan kurangnya jumlah personel terlatih yang diperlukan adalah beberapa dari tantangan ini. Selain itu, kebijakan uji dan bunuh tidak dipertimbangkan di India karena masalah sosial ekonomi. World Organization for Animal Health dan Food and Agriculture Organization of the United Nations (OIE/FAO) merekomendasikan progressive control pathway (PCP), pendekatan bertahap untuk pengendalian PMK di rangkaian endemik. PMK-PCP terdiri dari tahap I sampai V untuk keberhasilan pengurangan, eliminasi, dan pemberantasan penyakit. India saat ini dalam tahap III dari PCP dengan kontrol sirkulasi virus dengan imunisasi aktif.

India telah berusaha untuk mengendalikan PMK sejak tahun 2003, ketika program pengendalian PMK berbasis vaksinasi massal (FMDCP) yang sistematis diluncurkan sebagai proyek percontohan di 54 kabupaten. Selanjutnya, pada 2017–2018, program ini diperluas untuk mencakup seluruh negeri. Jumlah kejadian penyakit dan intensitas infeksi, diukur dari jumlah hewan yang terkena dan waktu pemulihan, telah menurun dengan penerapan FMDCP. Namun, PMK masih lazim dengan intensitas yang bervariasi di hampir semua bagian negara, termasuk wilayah yang tercakup dalam PMK. Meskipun vaksinasi berulang pada interval 4-6 bulan, wabah PMK tetap ada pada kawanan yang divaksinasi. Berbagai faktor terkait dengan kejadian PMK di daerah yang dicakup oleh vaksinasi.

Saat ini, vaksin trivalen yang tidak aktif secara kimia terhadap serotipe O, A, dan Asia 1 mengalami keterbatasan, termasuk persyaratan fasilitas tingkat keamanan hayati III untuk produksi massal antigen virus, termolabilitas, dan hanya kekebalan berumur pendek. Upaya yang sedang berlangsung di seluruh dunia—termasuk di India—mencoba menyempurnakan vaksin yang ada atau mengembangkan formulasi vaksin alternatif untuk vaksinasi yang efektif. Beberapa pendekatan baru-baru ini, termasuk partikel mirip virus, vaksin virus termodifikasi yang dihapus gen, dan vaksin yang dimediasi vektor, telah dieksplorasi dengan keberhasilan yang bervariasi. Pilihan lain yang telah diadvokasikan antara lain penggunaan vaksin tanpa penanganan virus hidup, seperti vaksin DNA, vaksin peptida, dan vaksin sub-unit. Saat ini, semua vaksin tersebut masih dalam tahap percobaan dan belum diujicobakan di lapangan.

Review ini menjelaskan kemajuan saat ini dan imunobiologi vaksin PMK, strategi vaksinasi, faktor yang bertanggung jawab atas kegagalan vaksinasi PMK, dan strategi untuk mengurangi tantangan vaksinasi PMK. Rincian kemajuan konvensional dan generasi baru dalam desain dan formulasi vaksin FMDV dibahas dari perspektif penggunaan di India. Dampak vaksinasi pada epidemiologi PMK dan sero-epidemiologi juga disorot. Berbagai faktor untuk kegagalan vaksinasi dirinci. Memahami proses munculnya varian baru selama kampanye vaksinasi sangat penting, dan kami fokus pada tiga serotipe yang lazim di India. Faktor-faktor lain termasuk penguatan infrastruktur veteriner di dalam negeri, kebijakan yang terkait dengan penggunaan vaksin monovalen, dan vaksin yang menargetkan berbagai penyakit, termasuk septikemia hemoragik, juga dibahas. Sangat penting untuk memahami keuntungan dan kerugian dari generasi baru dan vaksin PMK konvensional, rincian epidemiologi PMK di India, dan faktor pembatas yang menyebabkan kegagalan vaksin dan desain strategi untuk melawan kegagalan dan memperkuat infrastruktur yang tersedia. di India untuk menerapkan program pencegahan dan pengendalian PMK yang efektif.

 

Source:

10.3390/vaccines7030090