Detection and genetic characterization of emerging and re-emerging viral enteric diseases in swine in Thailand

การตรวจหาและลักษณะทางพันธุกรรมของโรคไวรัสอุบัติใหม่และอุบัติซ้ำของระบบทางเดินอาหารในสุกรในประเทศไทย

Name: Taveesak Janetanakit

Abstract: Emerging and re-emerging important enteric viruses in pigs including porcine epidemic diarrhea virus (PEDV), porcine deltacoronavirus (PDCoV) and enterovirus G (EVG) are important pathogens of food security and public health concerns. In Thailand, the information on the occurrences and status of PEDVs, PDCoVs and EVGs is limited. Especially, Thai-EVGs have never been reported before. This thesis composes of three study phases. Phase 1 is surveillance of swine enteric viruses in pig farms. Phase 2 is genetic characterization and phylogenetic analysis of swine enteric viruses. Phase 3 is development of rapid diagnostic tests using RT-LAMP with lateral flow device (LFD) and DNA aptamer. For phase 1, surveillance of swine enteric viruses in pig farms was performed during December 2014 – January 2018. The fecal and intestinal samples (n=777) were collected from 73 pig farms from 20 provinces of 7 livestock regions. The occurrences of PEDVs, PDCoVs and EVGs by samples were 44.02%, 3.47% and 71.56%, respectively. By pig farms, the occurrences of PEDVs, PDCoVs and EVGs were 50.68%, 9.59% and 69.86%, respectively. Thai-PEDVs and Thai-EVGs were circulating throughout the country. While Thai-PDCoVs were only circulating in high density of pig production provinces of Thailand. Age groups of pigs associated with Thai-PEDVs and Thai-EVGs infections and seasonal patterns associated with Thai-PDCoVs and Thai-EVGs infections were observed. Moreover, the co-circulation of PEDVs, PDCoVs and EVGs with low rate (0.13%) were detected. For phase 2, for Thai-PEDVs, representative PEDVs (n=39) were classified into 3 genotypes (Novel G1, G2a and Novel G2). While Novel G1 and Novel G2 have never been reported in Thailand before. At least 3 epitopes (COE, SS6 and 2C10) showed multiple amino acid changes and 2 novel patterns at epitopes SS6 (764PQEGQVKI771) and 2C10 (1368GPRFQPY1374) were identified. For Thai-PDCoVs, representative PDCoVs (n=16) were grouped into Thailand cluster which closely related to Laos-PDCoVs. The multiple amino acid substitutions at 3 epitopes (NTD, CTD and S2) were observed. For Thai-EVGs, representative EVGs (n=34) were classified into 6 genotypes (G1, G3, G4, G8, G9 and G10) which the predominant genotype of Thai-EVGs was G3. The age groups of pigs were associated with genotypes of EVGs infection. For phase 3, The RT-LAMP with LFD kits with high sensitivity and specificity were developed to differentiate PEDVs and PDCoVs infections in field settings. The 2 candidate aptamers (N04 and N25) which had specific binding and high binding affinity to NP protein of PEDV were established. In summary, our results confirmed that swine enteric viruses are circulating in pig farms in Thailand. Therefore, the results of surveillance of swine enteric viruses in pig farms and genetic characterization of swine enteric viruses provided valuable information for prevention and control of swine enteric viruses. Moreover, the rapid diagnostic kits could be applied for early detection and distinguish between PEDVs and PDCoVs infections.

Abstract: โรคไวรัสอุบัติใหม่และอุบัติซ้ำของระบบทางเดินอาหารในสุกร ได้แก่ โรคติดเชื้อไวรัสพีอีดี (Porcine epidemic diarrhea virus) ไวรัสเดลตาโคโรนา (Porcine deltacoronavirus) และ ไวรัสเอนเทอโรชนิดจี (Enterovirus G) เป็นโรคที่สำคัญทางด้านความมั่นคงทางอาหารและทางสาธารณสุข ในประเทศไทยพบว่า ข้อมูลเกี่ยวกับอัตราปรากฏและสถานะของไวรัสพีอีดี ไวรัสเดลตาโคโรนา และไวรัสเอนเทอโรชนิดจี มีไม่เพียงพอ โดยเฉพาะไวรัสเอนเทอโรชนิดจี ยังไม่เคยพบรายงานในประเทศไทย การศึกษาวิจัยในวิทยานิพนธ์นี้มี 3 ขั้นตอน ประกอบด้วย ขั้นตอนที่ 1 สำรวจเชื้อไวรัสของระบบทางเดินอาหารในสุกรในฟาร์มสุกร ขั้นตอนที่ 2 วิเคราะห์รหัสพันธุกรรม และความหลากหลายทางสายพันธุ์ของเชื้อไวรัสของระบบทางเดินอาหารในสุกร ขั้นตอนที่ 3 พัฒนาชุดทดสอบอย่างรวดเร็วด้วยวิธี RT-LAMP ร่วมกับ Lateral flow และ DNA aptamer ในขั้นตอนที่ 1 ผลการสำรวจเชื้อไวรัสของระบบทางเดินอาหารในสุกรระหว่าง ธันวาคม 2557 ถึง มกราคม 2561 โดยเก็บตัวอย่างอุจจาระและลำไส้จำนวน 777 ตัวอย่าง จากฟาร์มสุกรจำนวน 73 ฟาร์ม ใน 20 จังหวัด ใน 7 เขตปศุสัตว์ พบอัตราปรากฏของเชื้อไวรัสพีอีดี เชื้อไวรัสเดลตาโคโรนา และ เชื้อไวรัสเอนเทอโรชนิดจี ในตัวอย่าง คือ ร้อยละ44.02 ร้อยละ3.47 และ ร้อยละ71.56 ตามลำดับ ในฟาร์มพบอัตราปรากฏของเชื้อไวรัสพีอีดี เชื้อไวรัสเดลตาโคโรนา และ เชื้อไวรัสเอนเทอโรชนิดจี คือ ร้อยละ50.68 ร้อยละ9.59 และ ร้อยละ69.86 ตามลำดับ สามารถพบเชื้อไวรัสพีอีดี และ เชื้อไวรัสเอนเทอโรชนิดจี ได้ทั่วประเทศไทย ส่วนเชื้อไวรัสเดลตาโคโรนาพบได้ในจังหวัดที่มีการเลี้ยงสุกรจำนวนมาก พบว่าอายุของสุกรมีผลต่อการติดเชื้อไวรัสพีอีดี และเชื้อไวรัสเอนเทอโรชนิดจี และฤดูกาลมีผลต่อการติดเชื้อไวรัสเดลตาโคโรนา และเอนเทอไวรัสชนิดจี นอกจากนี้พบการติดเชื้อร่วมของเชื้อไวรัสพีอีดี เชื้อไวรัสเดลตาโคโรนา และเชื้อไวรัสเอนเทอโรชนิดจี ในระดับต่ำ (ร้อยละ0.13) ในขั้นตอนที่ 2 พบว่าเชื้อไวรัสพีอีดีในไทย สามารถจำแนกเชื้อไวรัสพีอีดีจำนวน 39 เชื้อได้เป็น 3 จีโนไทป์ (genotypes) ได้แก่ โนเวลจี 1 (Novel G1) จี2เอ (G2a) และโนเวลจี 2 (Novel G2) ซึ่งยังไม่พบการรายงานเชื้อโนเวลจี 1 และโนเวลจี 2 ในประเทศไทยมาก่อน และพบการเปลี่ยนแปลงของลำดับกรดอะมิโนหลายตำแหน่งทั้ง 3 เอปิโทป (epitopes) ได้แก่ COE SS6 และ 2C10 และพบรูปแบบใหม่จำนวน 2 รูปแบบที่เอปิโทป SS6 (764PQEGQVKI771) และ 2C10 (1368GPRFQPY1374) สำหรับเชื้อไวรัสเดลตาโคโรนาในไทย สามารถจำแนกเชื้อไวรัสเดลตาโคโรนาจำนวน 16 เชื้อได้เป็นกลุ่มของประเทศไทย โดยมีความใกล้เคียงกับเชื้อไวรัสเดลตาโคโรนาในลาว พบการเปลี่ยนแปลงของลำดับกรดอะมิโนหลายตำแหน่งทั้ง 3 เอปิโทป (NTD CTD และ S2) สำหรับเชื้อไวรัสเอนเทอโรชนิดจี สามารถจำแนกเชื้อไวรัสเอนเทอโรชนิดจีจำนวน 34 เชื้อ ได้เป็น 6 จีโนไทป์ ได้แก่ จี1 จี3 จี4 จี8 จี9 และ จี10 โดยพบจีโนไทป์ จี3 มากที่สุด และยังพบว่าการติดเชื้อของแต่ละจีโนไทป์สัมพันธ์กับอายุของสุกร ในขั้นตอนที่ 3 สามารถพัฒนาชุดทดสอบโดยวิธี RT-LAMP ร่วมกับ Lateral flow ที่มีความไวและมีความจำเพาะสูง สามารถใช้จำแนกระหว่างการติดเชื้อพีอีดี และการติดเชื้อเดลตาโคโรนาในฟาร์มสุกร และสามารถค้นพบตัวแทนของ DNA aptamer จำนวน 2 ตัว ที่มีความจำเพาะและมีความสามารถในการจับกับโปรตีน NP ของเชื้อไวรัสพีอีดี ผลของการศึกษานี้ยืนยันว่าพบการปรากฏของเชื้อไวรัสของระบบทางเดินอาหารในสุกรในประเทศไทย ดังนั้นผลการสำรวจเชื้อไวรัสของระบบทางเดินอาหารในสุกรในฟาร์มสุกร และการวิเคราะห์รหัสพันธุกรรม เป็นประโยชน์สำหรับการป้องกันและควบคุมเชื้อไวรัสของระบบทางเดินอาหารในสุกร นอกจากนี้ชุดทดสอบอย่างรวดเร็วสามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อตรวจหาเชื้อในระยะแรก และใช้จำแนกระหว่างการติดเชื้อไวรัสพีอีดี และเชื้อไวรัสเดลตาโคโรนาได้ในอนาคต

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Alongkorn Amonsin

Role: advisor

Created: 2020

Modified: 2023-02-08

Issued: 2023-02-08

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75866

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Veterinary Public Health

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5675508931.pdf	7.27 MB

ใช้เวลา

0.027599 วินาที