Utvikling av hjerteforandringer over tid etter eksperimentell smitte med PMCV hos atlantisk laks

Abstract

Kardiomyopatisyndrom (CMS) er en alvorlig hjertelidelse forårsaket av infeksjon med piscint myokarditt virus (PMCV) og affiserer oppdrettslaks i siste del i sjøfasen. CMS blir som oftest først diagnostisert etter forøket akutt dødelighet hos fisken, tett opp mot slaktetidspunktet. CMS medfører sterkt redusert velferd hos fisken, men vil også ved et utbrudd, føre til store økonomiske tap for oppdretter. Utbrudd med CMS oppstår langs hele norskekysten og er ofte sett i forbindelse med økt stressbelastning, som for eksempel ved lusebehandling. I denne oppgaven har jeg evaluert histologiske forandringer i hjertet hos atlantisk laks etter eksperimentell smitte med PMCV. Snittene har blitt gradert i henhold til gitte kriterier. Hjertets atrium og ventrikkel ble scoret, hver for seg, og gitt en score mellom 0 og 4, hvor score 4 representerer de mest uttalte forandringene. 88 snitt ble scoret. I teorien skulle 96 snitt vurderes og scores, men 8 snitt ble tatt ut av datamaterialet på grunn av avvikende kvalitet. Snittene viser økende histologisk score over tid med patologiske forandringer som først starter i atrium, for så å manifestere seg i den spongiøse del av ventrikkelen. Atrium har generelt mer uttalte forandringer over hele infeksjonsforløpet. Ved siden av scoringen av histologiske snitt, ble det samtidig utført en RT-qPCR analyse for forekomst av PMCV genom i snittene for alle individene, to paralleller pr individ og et gjennomsnitt av parallelprøvene ble grunnlaget for Ct-verdien for hvert individ. Her var målet å se om det var en eventuell sammenheng mellom Ct-verdien og hjertelesjonens alvorlighetsgrad. Studien viste en signifikant økning i histologisk score over tid etter smitte med PMCV, samt en signifikant sammenheng mellom økt mengde virus og økning i histologisk score, men vi kunne ikke se en signifikant økning i virusmengde fra 4 uker og noen av de senere tidspunktene fram til 12 uker etter smitte. Tross en relativt lav virusmengde 6 uker etter smitte med PMCV, med gjennomsnitt Ct-verdi på 25.6, som virket til å holde seg stabilt mellom 25 og 26 utover øvrige uttak, ble det likevel registrert en jevn utvikling i hjertelesjonene, som til slutt resulterte i lesjoner med generelt høy histologisk score. Høyeste histologiske score i atrium var 4, mens høyeste score i ventrikkel var en score av 3. Ved siste uttak, 12 uker etter smitte, viste 100% av fisken forandringer i hjertets atrium, og 95.7% viste samtidig forandringer i hjertets ventrikkel. Årsaksforholdene bak en gradvis økning i histologisk score, til tross for liten økning i virus over tid, er ikke klargjort, men en mulig forklaring kan være at fiskens immunrespons/inflammatoriske respons ved tilstedeværelse av PMCV over tid, gir et vesentlig bidrag til de observerte forandringene.

Piscine myocarditis virus (PMCV) is the causative agent of Cardiomyopathy-syndrome (CMS) in farmed salmon. PMCV is a Toti-like virus affecting the heart and is characteristically known to cause acute death during the second year in sea. CMS-related outbreaks are for often unexpected, since CMS is not a disease that you commonly screen for, is non-reportable, and the fish seldom, clinically, show any symptoms of underlying chronic disease. Periods of induced stress have been shown to cause an increase in mortalities due to CMS. CMS is a major concern regarding animal welfare and can also present a significantly economic consequence for the fish farmers. In this study we aimed to score temporal changes and development of cardiac lesions within the atrium and spongious myocardium of the ventricle, post experimental infection with PMCV. The study also looked at plausible correlation between time passed after experimental PMCV infection and the increase in histological score, and the correlation between increased viral load and an increase in histological score. Scoring of the lesions was based on preset criteria, and the lesions was scored with number 0 – 4, whereas a score of 4, represented the most severe pathological changes. A total of 96 fish was examined, and 24 fish was taken out at a time, 4-, 6-, 8- and 12-weeks post challenge. 88 hearts were examined by histology since 8 slides was seen to be of poor quality and not given a score. Results show that there is a significant correlation between time and histological changes, also significant correlation between an increase in viral load and increase in the severity of the heart lesions. Even though the correlation between viral load and histological score, seemed to be significant, we however cannot prove a significant increase in viral load over time. Histologically the lesions seemed to start in the subendotelium of the atrium, with infiltration of mononuclear inflammatory cells, predominantly lymphocytes and macrophages, with an increase in lesion size and distribution over time, and successively also affecting the spongiosum of the ventricle. The atrium of the heart seems to show more severe lesions then the ventricle and maintains a higher histological score throughout the study. The highest score of 4 was given to atrium 12wpc, while a score of 3, was the highest score given to the ventricle. 12 weeks after infection with PMCV, 100% of the fish shows pathological changes within the atrium, but 4% of the fish do not show histological changes within the ventricle. The lesions observed seems to keep growing in severity throughout the study, while the replication of virus seems to be flattening out after 6 wpc. Interestingly we see that the histological score keeps rising, while the viral load maintains a stable mean Ct-value of 25 +/- 1. Causes for this observation, is not documented or studied in this study, but the immunological response/ inflammatory changes within the heart, in the presence of PMCV, are discussed to have an importance and contribution regarding the development of cardiac lesions post experimental infection with PMCV.