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Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 798–805.
Avian Influenza in the Western Hemisphere
Including the Pacific Islands and Australia
D. A. SenneA
A
U.S. Department of Agriculture, Animal and Plant
Health Inspection Service, Veterinary Services, National
Veterinary Services Laboratories, Ames, IA 50010
Received April 14, 2002
SUMMARY.
Between 1997 and 2001, there was one report of highly pathogenic
avian influenza (HPAI) in the Western Hemisphere and Pacific Basin.
In 1997, in New South Wales, Australia, an outbreak caused by avian
influenza (AI) virus subtype H7N4 involved both chickens and emus.
All other reports of infections in poultry and isolations from wild bird
species in the region pertained to low pathogenicity (LP) AI virus.
Animal Health Officials in Canada reported isolations of subtypes
H1, H6, H7, and H10 from domestic poultry and subtypes H3 and
H13 from imported and wild bird species. In Mexico, the H5N2 LPAI
virus, the precursor of the HPAI outbreak in 1994–95, was isolated
from poultry in each year from 1997 to 2001. Since 1997, Mexico has
used approximately 708 million doses of a killed H5N2 vaccine and
an additional 459 million doses of a recombinant fowlpox-H5 vaccine
in their H5N2 control program. In Central America, avian influenza
was diagnosed for the first time when H5N2 LPAI virus was isolated
from chickens in Guatemala and El Salvador in 2000 and 2001,
respectively. The H5N2 virus was genetically similar to the H5N2
virus found in Mexico. Surveillance activities in the United States
resulted in the detection of AI virus or specific antibodies in domestic
poultry from 24 states. Eleven of the fifteen hemagglutinin (H1, H2,
H3, H4, H5, H6, H7, H9, H10, H11, and H13) and eight of the nine
neuraminidase (N1, N2, N3, N4, N6, N7, N8, and N9) subtypes were
identified. Two outbreaks of LPAI virus were reported in commercial
table-egg producing chickens; one caused by H7N2 virus in
Pennsylvania in 1996–98 and the other caused by H6N2 virus in
California in 2000–01. In addition, isolations of H5 and H7 LPAI
virus were recovered from the live-bird markets (LBMs) in the
northeast United States.
Influenza aviar en el hemisferio occidental, incluyendo las islas del
Pacífico y Australia.
En el periodo comprendido entre los años 1997 y 2001, solo hubo
un reporte de influenza aviar de alta patogenicidad en el hemisferio
occidental y el Pacifico. En 1997, en New South Wales, Australia, un
brote de influenza causado por un virus del tipo N7H4, se presentó en
pollos y en emúes. Todos los otros brotes reportados en pollos y aves
silvestres en esta región fueron ocasionados por virus de influenza de
baja patogenicidad. Las autoridades de las oficinas de salud animal de
Canadá reportaron infecciones ocasionadas por virus de los tipos H1,
H6, H7 y H10 en pollos, y de los tipos H3 y H13 en aves importadas
y silvestres. En México el virus de influenza de baja patogenicidad
del tipo H5N2, precursor los brotes de alta patogenicidad en el año
1994 y 1995, fue aislado a partir de parvadas de pollos comerciales en
todos los años del periodo comprendido entre el año 1997 al 2001.
Desde 1997 México ha utilizado aproximadamente 708 millones de
dosis de vacuna inactivada del virus de influenza del tipo H5N2, y
459 millones de dosis adicionales de una vacuna recombinante con
vector de virus de viruela aviar que expresa el tipo H5 de la
hemaglutinina del virus de influenza, en sus programas de control. En
América Central, se diagnosticó la influenza aviar por primera vez
cuando se aislaron virus del tipo H5N2 de baja patogenicidad en
Guatemala y El Salvador en los años 2000 y 2001, respectivamente.
El virus H5N2 era genéticamente similar al virus H5N2 aislado en
México. Los programas de vigilancia epidemiológica en los Estados
Unidos de América resultaron en la detección del virus de la
influenza aviar, o anticuerpos específicos contra el mismo, en
parvadas de aves domésticas en 24 estados. Once de los 15 subtipos
de hemaglutinina (H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H10, H11 y
H13), 8 de los 9 subtipos de neuraminidasa (N1, N2, N3, N4, N6, N7,
N8 y N9) fueron identificados. Dos brotes de influenza de baja
patogenicidad se reportaron en parvadas de ponedoras comerciales,
uno causado por virus del tipo H7N2 en Pennsylvania en los años
1996–98 y otro causado por virus del tipo H6N2 en California en los
años 2000–01. Adicionalmente, se aislaron virus de baja
patogenicidad de los tipos H5 y H7 a partir de muestras tomadas en
mercados de aves vivas en el noreste de los Estados Unidos.
Abbreviations: AGID = agar gel immunodiffusion, AI = avian
influenza, ELISA = enzyme-linked immunosorbent assay, HPAI =
high-pathogenicity avian influenza, LBM = live-bird market, LPAI =
low-pathogenicity avian influenza, OIE = Office International des
Epizooties
Key words: avian influenza, highly pathogenic avian
influenza, live-bird markets, surveillance
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 976–981.
Should We Change the Definition of Avian
Influenza for Eradication Purposes?
D. J. AlexanderA
A
European Union Community Reference Laboratory for
Avian Influenza, Virology Department, VLA-Weybridge,
Addlestone, Surrey KT15 3NB, United Kingdom
Received April 14, 2002
SUMMARY.
The current definitions of high-pathogenicity avian influenza
(HPAI), formulated over 10 years ago, were aimed at including
viruses that were overtly virulent in in vivo tests and those that had
the potential to become virulent. At that time the only virus known to
have mutated to virulence was the one responsible for the 1983–84
Pennsylvania epizootic. The mechanism involved has not been seen
in other viruses, but the definition set a precedent for statutory control
of potentially pathogenic as well as overtly virulent viruses.
The accumulating evidence is that HPAI viruses arise from lowpathogenicity avian influenza (LPAI) H5 or H7 viruses infecting
chickens and turkeys after spread from free-living birds. At present it
can only be assumed that all H5 and H7 viruses have this potential
and mutation to virulence is a random event. Therefore, the longer the
presence and greater the spread in poultry the more likely it is that
HPAI virus will emerge. The outbreaks in Pennsylvania, Mexico, and
Italy are demonstrations of the consequences of failing to control the
spread of LPAI viruses of H5 and H7 subtypes. It therefore seems
desirable to control LPAI viruses of H5 and H7 subtype in poultry to
limit the probability of a mutation to HPAI occurring. This in turn
may require redefining statutory AI. There appear to be three options:
1) retain the current definition with a recommendation that countries
impose restrictions to limit the spread of LPAI of H5 and H7
subtypes; 2) define statutory AI as an infection of birds/poultry with
any AI virus of H5 or H7 subtype; 3) define statutory AI as any
infection with AI virus of H5 or H7 subtype, but modify the control
measures imposed for different categories of virus and/or different
types of host.
Debemos cambiar la definición de influenza aviar para el propósito
de erradicación?
Las definiciones actuales de la influenza aviar altamente patógena
que fueron formuladas hace 10 años estaban enfocadas para incluir
virus que fueran evidentemente virulentos en pruebas in vivo y
aquellos que tuvieran el potencial de volverse virulentos. En esa
época el único virus reconocido que había mutado a virulento fue el
responsable de la epizootia en Pennsylvania en 1983 y 1984. El
mecanismo involucrado no había sido visto en otros virus, pero la
definición estableció un precedente para el control estatutario de virus
potencialmente patógenos así como evidentemente virulentos.
La evidencia que se ha ido acumulando es la de que los virus
altamente patógenos emergen de virus de influenza aviar de baja
patogenicidad subtipos H5 ó H7 que tienen el potencial de infectar
pollos y pavos después de diseminarse a partir de aves de vida libre.
Actualmente, sólo se puede asumir que todos los virus de los subtipos
H5 y H7 tienen este potencial y que la mutación a un virus virulento
es un evento aleatorio. Por lo tanto, mientras más duradera sea la
presencia del virus, mayor será la diseminación y mayor será la
posibilidad de que aparezcan virus de alta patogenicidad. Los brotes
en Pennsylvania, México e Italia son demostraciones de las
consecuencias del fracaso para controlar la diseminación de los virus
de influenza aviar de baja patogenicidad de los subtipos H5 y H7
dentro de la avicultura y limitar la probabilidad de que ocurra una
mutación a alta virulencia. Esto, por lo tanto, puede requerir de una
redefinición estatutaria de la influenza aviar. Parece que existen tres
opciones: 1. Mantener la definición actual con la recomendación de
que los países impongan limitaciones a la diseminación de los
subtipos H5 y H7 de baja patogenicidad. 2. Definir estatutariamente a
la influenza aviar como una infección de aves silvestres y domésticas
con cualquier virus de los subtipos H5 ó H7. 3. Definir
estatutariamente a la influenza aviar como cualquier infección con los
subtipos H5 ó H7, pero modificar las medidas de control impuestas
para diferentes categorías de virus y diferentes tipos de huéspedes.
Abbreviations: AI = avian influenza, EU = European Union, HPAI
= high-pathogenicity avian influenza, LPAI = low-pathogenicity
avian influenza [also termed moderately pathogenic avian influenza],
OIE = Office International des Epizooties, SCAHAW = Scientific
Committee on Animal Health and Animal Welfare
Key words: avian influenza, cleavage site, definition, high
pathogenicity, H5, H7, Office International Epizooties
Avian Diseases: Vol. 49, No. 2, pp. 207–213.
Isolation and Characterization of H3N2
Influenza A Virus from Turkeys
Y. Tang,A C. W. Lee,B Y. Zhang,C D. A. Senne,D R.
Dearth,A B. Byrum,C D. R. Perez,E D. L. Suarez,B and Y. M.
SaifA
A
Food Animal Health Research Program, Ohio
Agricultural Research and Development Center, The
Ohio State University, Wooster, OH 44691
B
Southeast Poultry Research Laboratory, Athens, GA
30605
C
Animal Disease Diagnostic Lab, Ohio Department of
Agriculture, Reynoldsburg, OH 43068
D
National Veterinary Services Laboratories, Ames, IA
50010
E
Department of Veterinary Medicine, University of
Maryland, College Park, MD, 20742
Received 13 October 2004; Accepted 15 January 2005
SUMMARY.
Five 34-wk-old turkey breeder layer flocks in separate houses of
2550 birds each in a single farm in Ohio experienced a drop in egg
production from late January to early February 2004. Tracheal swabs
(n = 60), cloacal swabs (n = 50), and convalescent sera (n = 110)
from the flocks were submitted to the laboratory for diagnostics.
Virus isolation was attempted in specific-pathogen free embryonating
chicken eggs and Vero and MDCK cells. Virus characterization was
performed using agar gel immunodiffusion, the hemagglutination test,
the hemagglutination inhibition test, the virus neutralization test,
reverse transcription–polymerase chain reaction, sequencing, and
phylogenetic analysis. A presumptive influenza virus was
successfully propagated and isolated on the first passage in MDCK
cells, but initially not in Vero cells or specific-pathogen free chicken
embryos. After two passages in MDCK cells, it was possible to
propagate the isolate in specific-pathogen free chicken embryos.
Preliminary sequence analysis of the isolated virus confirmed that it
was influenza A virus with almost 100% (235/236) identity with the
matrix gene of a swine influenza A virus, A/Swine/Illinois/100084/01
(H1N2). However, it was not possible to subtype the virus using
conventional serotyping methods. The results of genetic
characterization of the isolated virus showed that it was the H3N2
subtype and was designated as A/Turkey/OH/313053/04 (H3N2).
Phylogenetic analysis of the eight gene segments of the virus showed
that A/Turkey/OH/313053/04 (H3N2) isolate was most closely
related to the triple-reassortant H3N2 swine viruses
[A/Swine/WI/14094/99 (H3N2)] that have been circulating among
pigs in the United States since 1998, which contains gene segments
from avian, swine, and human viruses. The A/Turkey/OH/313053/04
(H3N2) isolated from turkeys in this study was classified as a low
pathogenic avian influenza A virus because it only caused a drop in
egg production with minor other clinical signs and no mortality.
Aislamiento y caracterización de un virus de Influenza H3N2 en
pavos.
Cinco parvadas de pavas reproductoras de 34 semanas de edad
agrupadas en galpones separados de 2250 aves cada uno,
pertenecientes a una misma granja en el estado de Ohio,
experimentaron una caída en la producción de huevos desde finales
de enero hasta comienzos de febrero del año 2004. De estas parvadas
se remitieron al laboratorio de diagnóstico hisopos traqueales (n =
60), hisopos cloacales (n = 50) y suero de aves convalecientes (n =
110). Se intentó aislamiento viral en huevos embrionados de pollo
libres de patógenos específicos y en células de las líneas VERO y
MDCK. La caracterización viral se realizó utilizando las pruebas de
inmunodifusión en agar, inhibición de la hemoaglutinación, virus
neutralización, reacción en cadena por la polimerasa-transcriptasa
reversa, secuenciación y análisis filogenético. En el primer pasaje
realizado en células de la línea MDCK se propagó y aisló con éxito
un virus presumiblemente de influenza, sin embargo, inicialmente no
se logró su aislamiento en células de la línea VERO o en embriones
de pollo libres de patógenos específicos. Luego de dos pasajes en
células MDCK fue posible propagar el virus en embriones de pollo
libres de patógenos específicos. El análisis preliminar de la secuencia
del virus aislado, confirmó que se trata de virus de influenza A con
una sustitución de casi el 100% (235/236), similar al gen de la
proteína de la matriz de un virus porcino de influenza A denominado
A/Porcino /Illinois/100084/01 (H1N2). Sin embargo, no fue posible
tipificar el virus utilizando métodos convencionales de
serotipificación. Los resultados de la caracterización genética del
virus aislado mostraron que se trata del subtipo H3N2 y se designó
como A/Pavo/OH/313053/04 (H3N2). El análisis filogenético de los
ocho segmentos del genoma del virus mostró que el aislamiento
A/Pavo/OH/313053/04 (H3N2) esta más cercanamente relacionado a
los virus porcinos H3N2 [(A/Porcino/WI/14094/99 (H3N2)] que han
estado circulando entre los cerdos en los Estados Unidos desde 1998,
los cuales contienen segmentos de genoma provenientes de virus de
aves, cerdos y humanos. El virus A/Pavo/OH/313053/04 (H3N2)
aislado de pavos en este estudio fue clasificado como un virus de
influenza aviar de baja patogenicidad debido que solo causó una baja
en la producción de huevos con signos clínicos leves y ninguna
mortalidad.
AI = avian influenza; AIV = avian influenza virus; APV = avian
pneumovirus; HA = hemagglutinin; HA test = hemagglutination test;
HI test = hemagglutination inhibition test; M gene = matrix gene;
MDCK cells = Madin-Darby canine kidney cells; NA =
neuraminidase; NP = nucleocapsid protein; PA = PA polymerase;
PB1 = PB1 polymerase; PB2 = PB2 polymerase; PMV =
paramyxovirus; RT-PCR = reverse transcription–polymerase chain
reaction; SPF = specific pathogen free
Key words: H3N2 subtype influenza virus, isolation,
serotyping, genetic characterization, sequencing, phylogenetic
analysis
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 888–897.
Update on Molecular Epidemiology of H1,
H5, and H7 Influenza Virus Infections in
Poultry in North America
D. L. Suarez,A E. Spackman,A and D. A. SenneB
A
Southeast Poultry Research Laboratory, Agriculture
Research Service, U.S. Department of Agriculture, 934
College Station Road, Athens, GA
B
National Veterinary Services Laboratories, Veterinary
Services, Animal and Plant Health Inspection Service,
U.S. Department of Agriculture, P.O. Box 844, Ames, IA
50010
Received September 11, 2002
SUMMARY.
Avian influenza is endemic in wild birds in North America, and the
virus routinely has been transmitted from this reservoir to poultry.
Influenza, once introduced into poultry, can become endemic within
the poultry population. It may be successfully eradicated by human
intervention, or the virus may fail to successfully spread on its own.
In the last 5 yr, influenza virus has been isolated from poultry in the
United States on numerous occasions, and, with the use of molecular
epidemiology, the relationships of these different viruses can be
determined. There are 15 different hemagglutinin subtypes of avian
influenza viruses, but infections with virus of H5 and H7 subtypes are
of the most concern because of the potential for these viruses to
mutate to the highly pathogenic form of the virus. Most of the
influenza isolations in the United States have been associated with the
live-bird markets (LBMs) in the Northeast. This has included
primarily H7N2 influenza viruses, but also H7N3, H5N2, and other
subtypes. Most of the H7N2 viruses were part of a single lineage that
was first observed in 1994, but new introductions of H7N2 and H7N3
were also observed. The predominant H7N2 LBM lineage of virus
spread to large commercial poultry operations on at least three
occasions since 1997, with the largest outbreak occurring in Virginia
in 2002. The H5N2 viruses in the LBMs included viruses from
domestic ducks, gamebirds, and environmental samples. Some H5N2
viruses isolated in different years and in different locations had a high
degree of sequence relatedness, although the reservoir source, if it is
endemic, has not been identified. Finally, an H1N2 virus, associated
with a drop in egg production, was isolated from turkeys in Missouri
in 1999. This virus was a complex reassortant with swine, human, and
avian influenza genes that was similar to recent swine isolates from
the Midwest. Additional serologic evidence suggests that flocks in
other states were infected with a H1N2 virus.
Actualización sobre la epidemiología molecular de las infecciones
por virus de influenza H1, H5 y H7, en la avicultura de Norte
América.
La influenza aviar es endémica en aves salvajes en América del
Norte y ha sido transmitida rutinariamente a las aves domésticas
desde su reservorio natural. Una vez introducida en las aves
domésticas, la influenza puede llegar a ser endémica dentro de la
población avícola. La influenza aviar puede ser erradicada con éxito
mediante la intervención humana o el virus puede dejar de difundirse
por sí mismo. En los Estados Unidos durante los últimos cinco años,
se ha aislado el virus de influenza en varias ocasiones a partir de aves
domésticas. Mediante el uso de la epidemiología molecular se pueden
determinar las relaciones existentes entre los diferentes virus. En los
virus de influenza aviar existen 15 subtipos diferentes de
hemoaglutinina, sin embargo, las infecciones con los subtipos H5 y
H7 son las de mayor preocupación debido al potencial de estos virus
para mutar a la forma de patogenicidad alta. La mayoría de los
aislamientos del virus de influenza en el Noreste de los Estados
Unidos han sido asociados con los mercados de aves vivas,
incluyendo principalmente los virus de influenza H7N2 así como los
virus H7N3, H5N2 y otros subtipos. La mayoría de los virus H7N2
fueron parte de un linaje observado por primera vez en 1994, pero
también se observaron nuevas introducciones de los virus H7N2 y
H7N3. El linaje predominante del mercado de aves vivas H7N2 se ha
difundido a operaciones avícolas comerciales grandes al menos en
tres ocasiones desde 1997, con el mayor brote observado en el estado
de Virginia en el año 2002. En el mercado de aves vivas, los virus
H5N2 incluyeron virus de patos domésticos, aves de caza y muestras
del medio ambiente. Algunos de los virus H5N2 aislados en
diferentes años y en diferentes lugares tuvieron una alta relación en
sus secuencias, aunque el reservorio, si es endémico, no ha sido
identificado. Finalmente, se aisló un virus H1N2, asociado con una
baja de postura, a partir de pavos en el estado de Missouri en 1999.
Este virus fue producto de un reordenamiento complejo con los genes
de virus de influenza de porcinos, humanos y aves, similar a los
aislamientos obtenidos recientemente a partir de cerdos en el Medio
Oeste. Evidencia serológica adicional sugiere que los lotes de aves en
otros estados se infectaron con el virus H1N2.
Abbreviations: aa = amino acid, AI = avian influenza, HA =
hemagglutinin, HPAI = high-pathogenicity avian influenza, LBM =
live bird market, LPAI = low-pathogenicity avian influenza, NA =
neuraminidase, RT/PCR = reverse transcription/polymerase chain
reaction
Key words: avian influenza, molecular epidemiology, H5, H7,
H1, live-bird markets, waterfowl, ducks, chickens
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 872–881.
Low-Pathogenicity Avian Influenza Virus
(H6N2) in Chickens in California, 2000–02
P. R. Woolcock,A D. L. Suarez,B and D. KuneyC
A
California Animal Health and Food Safety Laboratory
System, University of California, Davis, Fresno Branch,
2789 S. Orange Avenue, Fresno, CA 93725
B
Southeast Poultry Research Laboratory, 934 College
Station Road, Athens, GA 30605
C
University of California, Cooperative Extension,
Highlander Hall-C 142, Riverside, California 92521
Received April 14, 2002
SUMMARY.
During 2000, 2001, and January 2002, avian influenza virus was
isolated from chickens from 12 different locations in California. All
the isolates were typed as H6N2 and determined to be of low
pathogenicity for chickens. Nine of the isolates came from
commercial layer flocks; one from a backyard flock; one from a
mixed age flock, where ducks and squabs were also present; and one
from a primary broiler breeder. Although a drop in egg production
and increased mortality were among the disease signs reported in the
layer flocks, the pathological changes observed in the early cases
were primarily associated with mild respiratory infections. It was not
until August 2001 that yolk peritonitis was observed; this has been a
feature of all the remaining cases through 2001 and 2002.
All the isolates clustered as a unique group separate from other
influenza viruses based upon sequence data of the H6, neuraminidase
(N2), and matrix (MA) genes, indicating a common ancestor for these
three gene segments. However, sequencing of the nonstructural (NS)
gene indicates introductions from two separate origins. With the first
isolate CK/CA/431/00 as the index case, the N2, MA, and NS genes
are more closely related to North American isolates, as is the NP gene
of CK/CA/650/00. In contrast, the H6 gene is more closely related to
a Eurasian influenza isolate. Comparison of amino acid sequences of
the N2 and MA genes of these isolates with available type A
influenza viruses identified two unique changes in the MA gene and
nine in the N2 gene, as well as four progressive changes. These
results are discussed in relation to available clinical and
epidemiological data.
Virus H6N2 de influenza de baja patogenicidad en pollos en
California, 2000–02.
Se aislaron virus de influenza a partir de aves de doce lugares
diferentes en el estado de California durante los años 2000, 2001 y el
mes de enero de 2002. Se tipificaron la totalidad de los aislamientos
como H6N2 y se clasificaron como virus de patogenicidad baja para
las aves. Nueve de los aislamientos procedieron de lotes de ponedoras
comerciales, uno de un lote de traspatio, uno de un lote con aves de
diferentes edades, en el cual también se encontraban presentes patos y
palomas jóvenes, y uno a partir de un lote de reproductoras de
engorde. Aunque entre los signos clínicos se observó una reducción
en la producción de huevos y un incremento en la mortalidad de los
lotes de ponedoras comerciales, los cambios patológicos presentes en
los casos iniciales se asociaron principalmente con infecciones
respiratorias suaves. Unicamente se observó peritonitis hasta el mes
de Agosto de 2001, la cual ha sido característica en todos los casos
restantes durante los años 2001 y 2002.
Con base en las secuencias de los genes H6, neuraminidasa (N2) y
matriz (MA), la totalidad de los aislamientos se ubicaron en un grupo
único separado de otros virus de influenza, indicando un ancestro
común. Sin embargo, la secuenciación del gen no estructural (NS)
indica introducciones provenientes de dos orígenes diferentes. Al
emplear el primer aislamiento CK/CA/431/00 como el caso inicial, se
encontró que los genes N2, MA y NS muestran una relación más
estrecha con los aislamientos de América del Norte que el gen de la
nucleoproteína (NP) del aislamiento CD/CA/650/00. Por el contrario,
el gen H6 se encuentra más relacionado con el aislamiento de
influenza de Euroasia. Al comparar las secuencias de los aminoácidos
de los genes N2 y MA de estos aislamientos con los de virus de
influenza tipo A disponibles se identificaron dos cambios únicos en el
gen MA, 9 en el gen N2 y 4 cambios progresivos. Se discuten estos
resultados en relación con los datos clínicos y epidemiológicos
disponibles.
Abbreviations: aa = amino acid, AGID = agar gel
immunodiffusion, AIV = avian influenza virus, APMV = avian
paramyxovirus, CAF = chorioallantoic fluid, EM = electron
microscopy, HA = hemagglutinin, HI = hemagglutination inhibition,
HPAI = high-pathogenicity avian influenza, LPAI = lowpathogenicity avian influenza, MA = matrix, N2 = neuraminidase,
NA = neuraminidase, NP = nucleoprotein, NS = nonstructural, NVSL
= National Veterinary Service Laboratory, RT-PCR = reverse
transcription-polymerase chain reaction
Key words: avian influenza, broilers, H6N2, layers,
phylogenetic analysis
Avian Diseases: Vol. 46, No. 2, pp. 298–307.
Avian Influenza Virus Subtypes Inside and
Outside the Live Bird Markets, 1993–2000: A
Spatial and Temporal Relationship
Brundaban Panigrahy,A Dennis A. Senne,A and Janice C.
PedersenA
A
National Veterinary Services Laboratories, Veterinary
Services, Animal and Plant Health Inspection Service,
U.S. Department of Agriculture, P.O. Box 844, Ames, IA
50010
Received 19 June 2001
SUMMARY.
Between 1993 and 2000, gallinaceous birds, waterfowl, and
environmental specimens from the live bird markets (LBMs) of the
northeastern United States and non-LBM premises were tested for the
presence of avian influenza virus (AIV), pathogenic properties of
AIV subtypes, especially of hemagglutinin (H) subtypes H5 and H7,
and a possible association between LBM and non-LBM infections.
Ten H subtypes of AIV were isolated from the LBM specimens: H1,
H2, H3, H4, H5, H6, H7, H9, H10, and H11. During this period, the
10 subtypes also were isolated from birds in non-LBM premises. In
the LBMs, subtypes H2, H3, H4, H6, H7, and H11 were present for
5–8 yr despite efforts to clean and disinfect the premises. The H5 or
H7 subtypes present during the same year in both LBMs and nonLBMs within a state or in contiguous states were (subtype/year):
H5N2/1993, 1999, and H7N2/1994–99. The AIV subtypes including
the H5 and H7 that were evaluated for pathogenicity in chickens were
low pathogenic. The deduced amino acid sequence at the H cleavage
site of H5 and H7 subtypes was consistent with those of low
pathogenic AIV. Although the H5N2 and H7N2 subtypes remained
low pathogenic, they did undergo mutations and acquired an
additional basic amino acid at the H cleavage site; however, the
minimum number of basic amino acids in correct sequence (B-X-BR, where B = basic amino acid, X = need not be basic amino acid, and
R = arginine) required for high pathogenicity was lacking. A low
pathogenic H5 or H7 subtype may become highly pathogenic by
acquiring additional basic amino acids at the H cleavage site. The
LBMs have been and will likely continue to be a source of AIV for
commercial poultry.
RESUMEN.
Subtipos del virus de influenza aviar presentes en los mercados de
aves vivas y otras fuentes, 1993–2000: Una relación de espacio y
tiempo.
En el período comprendido entre los años de 1993 a 2000, se
analizaron aves gallináceas y acuáticas con la finalidad de detectar la
presencia del virus de influenza aviar, también se analizaron muestras
de medio ambiente tanto de mercados de aves vivas, así como de
otras fuentes localizadas en el nordeste de los Estados Unidos. Se
estudiaron las muestras obtenidas para detectar la presencia del virus,
para determinar las propiedades patógenas, especialmente de los
subtipos de hemoaglutinina H5 y H7 y para establecer una posible
asociación entre las infecciones dentro de los mercados de aves vivas
y las infecciones que ocurrieron por otras fuentes. Se aislaron diez
subtipos del virus de influenza aviar en los mercados de aves, que
incluyen H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H9, H10 y H11. Durante este
período, los diez subtipos se aislaron también de otras fuentes
distintas a dichos mercados. Los subtipos H2, H3, H4, H6, H7 y H11
estuvieron presentes en los mercados de aves durante 5 a 8 años, a
pesar de las medidas de limpieza y desinfección de las instalaciones.
Los subtipos H5 o H7 que estuvieron presentes durante el mismo año
tanto en mercados como en otros sitios dentro de un estado ó en
estados vecinos fueron H5N2/1993 (subtipo/año), H5N2/1999 y
H7N2/1994–99. Los subtipos del virus de influenza aviar incluyendo
los subtipos H5 y H7 que fueron evaluados para su patogenicidad en
pollos, demostraron ser poco patógenos. La secuencia deducida de
aminoácidos en el sitio de corte de la hemoaglutinina para los
subtipos H5 y H7 fue consistente con virus de baja patogenicidad.
Aunque los subtipos H5N2 y H7N2 permanecieron como virus de
baja patogenicidad, estos subtipos sufrieron mutaciones y adquirieron
un aminoácido básico adicional en dicho sitio, sin embargo, no
contenían el número mínimo de aminoácidos básicos en la secuencia
correcta (B-X-B-R, donde B = aminoácido básico y X = cualquier
aminoácido y R = arginina) requerido para tener alta patogenicidad.
Un subtipo de baja patogenicidad H5 ó H7 se puede convertir en
altamente patógeno si adquiere aminoácidos básicos en el sitio de
corte de la hemoaglutinina. Los mercados de aves vivas han sido y
probablemente continuarán siendo fuente del virus de influenza aviar
para la avicultura comercial.
Abbreviations: AAF = amnionic–allantoic fluid; AI = avian
influenza; AIV = avian influenza virus; BHI = brain–heart infusion;
HA or H = hemagglutinin; HPAI = highly pathogenic avian
influenza; LBM = live bird market; LPAI = low pathogenic avian
influenza; NA or N = neuraminidase; PCR = polymerase chain
reaction; RT = reverse transcription; SPF = specific-pathogen free
Key words: avian influenza, avian influenza virus subtypes,
live bird markets, hemagglutinin cleavage site
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 982–987.
USDA Options for Regulatory Changes to
Enhance the Prevention and Control of Avian
Influenza
T. J. Myers,A M. D. A. Rhorer,A and J. CliffordA
A
United States Department of Agriculture, Animal and
Plant Health Inspection Service, 4700 River Road,
Riverdale, MD 20737
Received April 14, 2002
SUMMARY.
During the past decade, several examples of the ability of H5 and
H7 low-pathogenicity avian influenza (LPAI) viruses to mutate to
high-pathogenicity (HP) viruses have been documented worldwide.
During this time, the introduction and persistence of an H7N2 LPAI
virus in the northeast live-bird marketing system in the United States
has raised concern on how to prevent the possibility of such a
mutation occurring in this country. The United States has periodically
experienced trade restrictions based on the occasional introduction of
H5 and H7 LPAI viruses into commercial poultry and based on AIrelated changes in the import requirements for poultry and poultry
products of several of our trading partners. Consequently, the U.S.
Department of Agriculture (USDA) is exploring options for how our
regulatory response to H5 and H7 LPAI viruses might be revised to
better protect our domestic poultry flocks from HPAI and to ensure
that any interruptions in trade are scientifically supportable. The
options under consideration include mandatory and voluntary
measures to improve the surveillance for and control of H5 and H7
LPAI virus infections.
Opciones del Departamento de Agricultura de Estados Unidos
(USDA) sobre los cambios en las regulaciones para mejorar la
prevención y el control de la influenza aviar.
Durante la década pasada se han documentado a nivel mundial
varios ejemplos relacionados con la capacidad de los virus de
influenza de baja patogenicidad subtipos H5 y H7 para mutar a virus
de alta patogenicidad. Durante este tiempo, la introducción y
persistencia de un virus de baja patogenicidad H7N2 en mercados de
aves vivas en el Noreste de los Estados Unidos a incrementado la
preocupación acerca de como prevenir la posibilidad de que una
mutación de éste tipo ocurra en éste país. Los Estados Unidos han
experimentado periódicamente restricciones al comercio basadas en
la introducción ocasional en la avicultura comercial de virus de baja
patogenicidad subtipos H5 y H7 y basadas también en cambios en los
requerimientos de importación para aves y productos avícolas de
varios de nuestros socios comerciales, considerando los cambios en el
virus de influenza aviar. Consecuentemente, el Departamento de
Agricultura de los Estados Unidos está explorando opciones de la
forma para revisar las regulaciones para virus de baja patogenicidad
subtipos H5 y H7, con el fin de proteger mejor a nuestras parvadas
contra la influenza aviar de alta patogenicidad y para asegurar que
cualquier interrupción en el comercio tenga sustento científico. Las
opciones bajo consideración incluyen medidas voluntarias y
obligatorias para mejorar la vigilancia epidemiológica y el control de
las infecciones con virus H5 y H7.
Abbreviations: AI = avian influenza, CFR = code of federal
regulations, EC = European Commission, H = hemagglutinin, HPAI
= high-pathogenicity avian influenza, LPAI = low-pathogenicity
avian influenza, NPIP = National Poultry Improvement Plan, OIE =
Office International des Epizooties, USDA = United States
Department of Agriculture
Key words: avian influenza, USDA, regulations, surveillance,
live-bird markets
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 792–797.
Report on Avian Influenza in the Eastern
Hemisphere During 1997–2002
D. J. AlexanderA
A
Virology Department, Veterinary Laboratories Agency
Weybridge, Addlestone, Surrey KT15 3NB, United
Kingdom
Received April 14, 2002
SUMMARY.
Since the Fourth International Symposium on Avian Influenza (AI)
there has been considerable AI activity in the Eastern Hemisphere.
The higher profile of AI resulting from the human infections with
H5N1 and H9N2 viruses in Hong Kong, in 1997 and 1999,
respectively, resulted in increased reporting and active surveillance.
There have been three reported incidents of high-pathogenicity
(HP) AI: H5N2 in northeastern Italy in 1997 (eight outbreaks); H5N1
in Hong Kong in 1997 recurring in 2001 and 2002; H7N1 in
northeastern Italy resulting in 413 outbreaks in 1999–00. The Italian
HPAI outbreaks were preceded by 199 H7N1 low-pathogenicity (LP)
AI outbreaks in 1999, and this virus continued to cause some
problems after the eradication of HPAI.
During the second half of the 1990s outbreaks of LPAI due to
H9N2 subtype have been reported in Germany, Italy, Ireland, South
Africa, Hungary, Korea, China, Hong Kong, countries of the Middle
East, Iran, and Pakistan. The continued presence of virus of this
subtype in the Middle and Far East may mean it is becoming an
established endemic disease in those regions. Other more restricted
outbreaks in poultry have resulted in the isolation of LPAI viruses of
H5, H6, H7, and H10 subtypes.
Reporte de influenza aviar en el hemisferio oriental durante el
período de 1997–2002.
Desde la celebración del 4to Simposio Internacional de Influenza
Aviar (IA), ha habido gran actividad de la enfermedad en el
hemisferio oriental. Los altos niveles de publicidad dados a los brotes
de influenza ocurridos en humanos en Hong Kong, con virus del tipo
H5N1 y H9N2, han resultado en un aumento en los niveles de
vigilancia activa y reportes de la enfermedad.
Ha habido tres reportes de brotes de influenza de alta
patogenicidad: uno con virus del tipo H5N2 en el noreste de Italia en
1997 (8 brotes); uno con virus del tipo H5N1 en Hong Kong en 1997,
con recurrencias en el 2001 y 2002; uno con virus del tipo H7N1 en el
noreste de Italia, con 413 brotes, entre los años 1999 y 2000. Los
brotes de influenza de alta patogenicidad fueron precedidos por 197
brotes con virus de influenza de baja patogenicidad en 1999, los
cuales siguieron causando problemas luego de implementados los
programas de erradicación de los brotes de alta patogenicidad.
Durante la segunda mitad de los brotes de influenza de baja
patogenicidad de la década del 1990 con virus del tipo H9N2, se
reportaron brotes en Alemania, Italia, Sudáfrica, Irlanda, Hungría,
Corea, China, Hong Kong, países del medio oriente, Irán y Pakistán.
La presencia continua de virus de este tipo en el medio y lejano
oriente puede significar que la enfermedad puede estar
estableciéndose como endémica en estas regiones. Otros brotes más
restringidos en aves han resultado en el aislamiento de virus de
influenza de baja patogenicidad de los tipos H5, H6, H7 y H10.
Abbreviations: AI = avian influenza, EH = Eastern Hemisphere,
HPAI = high-pathogenicity avian influenza, LPAI = lowpathogenicity avian influenza
Key words: Eastern Hemisphere, avian influenza,
surveillance, epidemiology
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 817–822.
Evaluation of Pathogenic Potential of Avian
Influenza Virus Serotype H9N2 in Chickens
S. Bano,A K. Naeem,A and S. A. MalikB
A
Animal Health Laboratory, Animal Sciences Institute,
National Agricultural Research Center, Park Road,
Islamabad-45500, Pakistan
B
Department of Biological Sciences, Quaid-I-Azam
University, Islamabad-45500, Pakistan
Received April 14, 2002
SUMMARY.
Recently seven isolates of avian influenza virus (AIV) serotype
H9N2 recovered from an outbreak of AI were analyzed on the basis
of their biological and molecular characteristics. All the isolates
belonged to the low-pathogenicity group of AIV. To further evaluate
their pathogenic potential in association with other organisms, an
isolate was inoculated experimentally in chickens using different
routes and subsequently challenged with infectious bronchitis virus,
Ornithobacterium rhinotracheale or Escherichia coli. The virus
isolation and seromonitoring data revealed a significant role of
Escherichia coli in aggravating the clinical condition of the birds
earlier infected with AIV (H9N2). The AIV-antigen was detected in
lung, trachea, kidney, and cloacal bursa among the infected birds,
using immunofluorescent antibody technique. In another experiment,
chickens that were immunosuppressed chemically showed high
mortality when challenged with AIV H9N2. The results indicated that
this low pathogenicity AIV (H9N2) isolate could produce severe
infection depending on the type of secondary opportunistic pathogens
present under field conditions. This may explain the severity of
infection with the present H9N2 outbreak in the field. A prolonged
antibacterial therapy in flocks infected with AIV H9N2 and use of
oil-based vaccine at an early age in new flocks has helped to control
this infection and the disease.
Evaluación del potencial patógeno para pollos del virus del
serotipo H9N2 de influenza aviar.
Recientemente se analizaron siete aislamientos del virus de la
influenza aviar el serotipo H9N2, obtenidos durante un brote de la
enfermedad, con base a las características biológicas y moleculares de
los mismos. Todos los aislados fueron caracterizados como virus de
influenza de baja patogenicidad. Con el fin de determinar el potencial
patogénico de estos virus en asociación con otros organismos, se
inocularon pollos por diferentes vías con uno de los aislados y luego
se les desafió con el virus de bronquitis infecciosa, Ornithobacterium
rhinotracheale o Escherichia coli. Las pruebas de aislamiento viral y
serológicas revelaron un papel significativo del E. coli en el
agravamiento de la sintomatología clínica de la enfermedad en las
aves previamente infectadas con el virus de influenza aviar (H9N2).
Antígenos del virus de influenza aviar fueron detectados en muestras
de tejido de pulmón, tráquea, riñón y bolsa de Fabricio en las aves
infectadas, los cuales fueron detectados mediante la técnica de
anticuerpos fluorescentes. En otro experimento, pollos expuestos a
químicos inmunosupresores presentaron aumento de la mortalidad
luego del desafío con el virus de influenza aviar del tipo H9N2. Estos
resultados indican que los virus de influenza aviar de baja
patogenicidad del tipo H9N2 pueden producir infecciones severas
dependiendo del tipo de organismos oportunistas secundarios
presentes en condiciones de campo. Estos hallazgos pueden explicar
la severidad de las infecciones causadas en el presente por los brotes
con virus tipo H9N2 en el campo. El uso de antibioterapias
prolongadas en las parvadas infectadas con el virus H9N2 y el uso de
vacunas oleosas temprano en la vida de las parvadas han ayudado al
control de la infección y la enfermedad.
Abbreviations: AGP = agar gel precipitan, AI = avian influenza,
AIV = avian influenza virus, EID50 = mean embryo infectious dose,
HA = hemagglutinin, HI = hemagglutinin inhibition, HP = high
pathogenicity, IBV = infectious bronchitis virus, IFA = indirect
fluorescent antibody, IT = intratracheal, IV = intravenous, IVPI =
intravenous pathogenicity index, LP = low pathogenicity, NA =
neuraminidase, ORT = Ornithobacterium rhinotrachealePI =
postinoculation, PO = per os, SC = subcutaneous
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 1208–1213.
Characterization of Avian Influenza Virus
Isolates Submitted to the National Centre for
Foreign Animal Disease Between 1997 and
2001
J. Pasick,A H. Weingartl,A A. Clavijo,A J. Riva,A H. Kehler,A
K. Handel,A E. Watkins,A and K. HillsA
A
National Centre for Foreign Animal Disease, 1015
Arlington Street, Winnipeg, Manitoba, R3E 3M4,
Canada
Received 14 April 2002
SUMMARY.
The National Centre for Foreign Animal Disease (NCFAD) in
Winnipeg, Manitoba, is the Canadian Food Inspection Agency's
(CFIA) newest high biocontainment laboratory. One of the functions
of the NCFAD is to serve as a national reference laboratory for avian
influenza. Between 1997 and 2001, 15 avian influenza virus isolates
were characterized. These isolates originated from domestic poultry,
imported caged birds held in quarantine, and wild birds. Diagnostic
specimens were submitted to the NCFAD by CFIA field
veterinarians, provincial veterinary diagnostic laboratories, and
veterinary colleges. Characterization of isolates included the
determination of H and N subtypes: H1, H6, H7, and H10 subtypes
were isolated from domestic poultry; H3, H4, and three H13 viruses
were isolated from water fowl, and six H3 viruses were isolated from
caged birds being held in import quarantine. Selected isolates were
characterized with respect to their pathogenic potential by intravenous
inoculation of 4-to-6-wk-old chickens. A molecular-based protocol
was used to assess the pathogenicity of one H7 isolate. During this
period, work was also carried out toward validating our molecular
pathotyping protocol for avian influenza viruses with H5 and H7
hemagglutinin subtypes.
Caracterización de aislamientos del virus de influenza aviar
remitidos al Centro Nacional para Enfermedades Exóticas de los
Animales entre los años 1997 y 2001.
El Centro Nacional para las Enfermedades Exóticas de los
Animales (NCFAD) en Winnipeg, Manitoba, Canadá, es el
laboratorio de alta seguridad más nuevo de la Agencia de Inspección
de los Alimentos de Canadá (CFIA). Una de las funciones del
NCFAD es servir como un laboratorio de referencia nacional para
influenza aviar. Entre 1997 y 2001 se caracterizaron quince
aislamientos del virus de influenza aviar. Estos aislamientos
originados de la avicultura doméstica, de aves enjauladas importadas
mantenidas en cuarentena y de aves silvestres. Las muestras de
diagnóstico fueron enviadas al NCFAD por Veterinarios de campo de
la CFIA, Veterinarios de laboratorios de diagnóstico de las provincias
y de Universidades. La caracterización de los aislamientos incluyó la
determinación de los subtipos H y N: Los subtipos H1, H6, H7 y H10
fueron aislados de la avicultura comercial, mientras que los virus
pertenecientes a los subtipos H3, H4 y tres del H13 fueron aislados de
aves acuáticas. Finalmente, seis virus del subtipo H3 fueron aislados
de aves enjauladas mantenidas en cuarentena por importación. Los
aislamientos seleccionados fueron caracterizados de acuerdo con su
potencial patogénico por medio de la inoculación intravenosa en
pollos de 4 a 6 semanas de edad. Un protocolo basado en biología
molecular se utilizó para valorar la patogenicidad de un aislamiento
del subtipo H7. Durante este período, también se realizaron esfuerzos
para validar los protocolos de biología molecular para los virus de
influenza aviar con subtipos de hemoaglutinina H5 y H7.
Abbreviations: CEF = chicken embryo fibroblasts, CFIA =
Canadian Food Inspection Agency H = hemagglutinin, HI =
hemagglutination inhibition, IVPI = intravenous pathogenicity index,
LP = low pathogenic, N = neuraminidase, NCFAD = National Centre
for Foreign Animal Disease, NI = neuraminidase inhibition, PBS =
phosphate-buffered saline, RT-PCR = reverse transcriptase–
polymerase chain reaction
Key words: avian influenza virus, hemagglutinin,
neuraminidase, pathogenic potential
Avian Diseases: Vol. 47, No. s3, pp. 867–871.
Avian Influenza Viruses in Minnesota Ducks
During 1998–2000
B. A. Hanson,A D. E. Stallknecht,A, B D. E. Swayne,C L. A.
Lewis,A and D. A. SenneD
A
Southeastern Cooperative Wildlife Disease Study
B
Department of Medical Microbiology and Parasitology,
College of Veterinary Medicine, University of Georgia,
Athens, GA 30602
C
Southeast Poultry Research Laboratory, USDA-ARS,
934 College Station Road, Athens, GA 30605
D
National Veterinary Services Laboratories, Veterinary
Services, Animal and Plant Health Inspection Service,
USDA, Ames, IA 50010
Received April 14, 2002
SUMMARY.
Although wild ducks are known to be a major reservoir for avian
influenza viruses (AIV), there are few recent published reports of
surveillance directed at this group. Predominant AIV hemagglutinin
(HA) subtypes reported in previous studies of ducks in North
America include H3, H4, and H6, with the H5, H7, and H9 subtypes
not well represented in these host populations. The objective of this
study was to determine whether these subtype patterns have persisted.
Each September from 1998 to 2000, cloacal swabs were collected
from wild ducks banded in Roseau and Marshall counties, MN.
Mallards (Anas platyrhynchos) were sampled all years, and northern
pintails (A. acuta) were sampled only in 1999. Influenza viruses were
isolated from 11%, 14%, and 8% of birds during 1998, 1999, and
2000, respectively. Prevalence, as expected, was highest in juveniles,
ranging from 11% to 23% in mallards. Viruses representative of the
HA subtypes 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, and 12 were isolated. Viruses
in the H5, H7, and H9 subtypes, which are associated with highpathogenicity influenza in poultry or recent infections in humans,
were not uncommon, and each of these subtypes was isolated in 2 out
of the 3 years of surveillance.
Virus de Influenza Aviar en Patos en Minnesota 1998–2000.
A pesar de que los patos salvajes son el mayor reservorio de los
virus de influenza aviar, pocos reportes recientes sobre la vigilancia
epidemiológica dirigida hacia dicho grupo se han publicado. Los
subtipos de hemoaglutinina del virus de influenza aviar
predominantes en patos de América del Norte reportados en estudios
anteriores incluyen los subtipos H3, H4 y H6, mientras los subtipos
H5, H7 y H9 no se encuentran representados adecuadamente en estas
poblaciones huéspedes. El objetivo de este estudio fue determinar si
los patrones de estos subtipos han persistido. Durante el mes de
Septiembre desde el año 1998 hasta el 2000, se tomaron hisopos
cloacales a partir de patos salvajes obtenidos en los condados de
Roseau y Marshall en MN. Todos los años se tomaron muestras en
patos ánade azulones (Anas platyrhynchos) y durante 1999 en ánades
de cola larga (A. acuta). Se aislaron virus de influenza a partir del
11%, 14% y 8% de las aves durante los años 1998, 1999 y 2000,
respectivamente. La mayor prevalencia, como se esperaba, se observó
en patos jóvenes, en un rango del 11 al 23% en patos ánades
azulones. Se aislaron virus representativos de los subtipos de
hemoaglutinina 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11 y 12. Los virus de los
subtipos H5, H7 y H9, los cuales se encuentran asociados con
influenza de alta patogenicidad en aves o con infecciones recientes en
humanos, fueron comunes, y cada uno de estos subtipos fue aislado
en 2 de los 3 años de la vigilancia epidemiológica.
Abbreviations: AIV = avian influenza virus, BHI = brain heart
infusion, HA = hemagglutinin, MEM = minimal essential media, NA
= neuraminidase, NVSL = National Veterinary Services Laboratory,
SPF = specific pathogen free, WMA = wildlife management area
Key words: avian influenza, mallard, Minnesota, pintail,
poultry