Research progress on role of envelope protein in morphogenesis of vaccinia virus / 中国生物制品学杂志

@#The vaccinia virus(VACV),which belongs to the genus Orthopoxvirus, is utilized as a model virus in various studies and displays the usual traits of its kind.VACV has a genome of about 200 000 bp and contains a highly conserved central coding region sequence(CRS),which can encode key proteins in various stages of virus morphogenesis.Among them,the main envelope proteins related to morphogenesis include A13L,A17L,A27L,A28L and A36R,playing an important role in the morphogenesis of VACV.In this review,the research progress on the role of envelope proteins in the morphogenesis process of VACV membrane such as attachment and membrane fusion,virus particle assembly,intracellular movement of intracellular mature virus(IMV),and intercellular transmission of extracellular enveloped virus(EEV) is reviewed,so as to provide theoretical basis for further exploring the pathogenesis of VACV and other orthopoxviruses(such as monkeypox virus(MPXV),developing antiviral drugs and effectively preventing virus infection.

Retrospective study of poxviruses diagnosed in cattle from Goiás State, Brazil (2010-2018) / Estudo retrospectivo de poxviroses diagnosticadas em bovinos no estado de Goiás (2010-2018)

A retrospective study of poxvirus infections diagnosed in cattle from Goiás state (GO), Brazil, from 2010 to 2018, was performed. All cases have been investigated by the GO Official Veterinary Service (Agrodefesa), from which technical forms and protocols of veterinary diagnosis laboratories were reviewed. In most cases, samples of oral or cutaneous tissues and/or swabs were submitted for virological diagnosis by polymerase chain reaction (PCR) and/or virus isolation. Thirty seven outbreaks/cases of vesicular disease were notified in cattle of 25 counties; in 33 cases the animals presented lesions clinically compatible with poxviruses. The etiology of 25 out of 33 outbreaks/cases was confirmed as poxviruses by PCR and/or viral isolation: 13 as bovine vaccinia virus (VACV), six as pseudocowpox virus (PCPV), five as bovine papular stomatitis virus (BPSV) and one coinfection (VACV and an Orf virus-like parapoxvirus). The laboratory confirmed that cases occurred mainly in dairy cattle (19/25) and during the dry season (22/25). In adult cattle, gross changes were observed mainly in the teats and udder and included vesicles, ulcers, crusts, papules and scars and varied of type, severity and affected region, depending on the poxvirus species. In calves, the main lesions were ulcers in the mouth and muzzle. Zoonotic lesions compatible with poxvirus infections were observed for all diagnosed poxviruses, affecting especially the hands of milkers and other farm workers. Our data demonstrate the sanitary and economic relevance of these diseases and the wide circulation of different poxviruses in cattle from GO.

Foi realizado um estudo retrospectivo das infecções por poxvírus diagnosticadas em bovinos do estado de Goiás (GO), entre 2010 e 2018. Todos os casos foram investigados pela Agência Goiana de Defesa Agropecuária (Agrodefesa). Foram revisados formulários técnicos e protocolos de laboratórios de diagnóstico veterinário. Na maioria dos casos, amostras de tecidos orais ou cutâneos e/ou swabs foram encaminhadas para diagnóstico virológico. Foram notificados 37 surtos/casos de doença vesicular em bovinos em 25 municípios; em 33 casos os animais apresentavam lesões clinicamente compatíveis com poxvírus. A etiologia de 25 de 33 surtos/casos foi confirmada como poxvírus por PCR e/ou isolamento viral: 13 como vírus vaccínia (VACV), seis como vírus pseudocowpox (PCPV), cinco como vírus da estomatite papular bovina (BPSV) e um caso de coinfecção (VACV e um parapoxvírus semelhante ao Orf vírus). Os casos confirmados laboratorialmente ocorreram principalmente em bovinos leiteiros (19/25) e durante a estação seca (22/25). Em bovinos adultos, alterações macroscópicas foram observadas principalmente nas tetas e úbere e incluíram vesículas, úlceras, crostas, pápulas e cicatrizes e variaram quanto ao tipo, gravidade e região afetada, dependendo da espécie do poxvírus. Em bezerros, as principais lesões foram úlceras na boca e focinho. Lesões zoonóticas compatíveis com infecção por poxvírus foram observadas em todas as poxviroses diagnosticadas, afetando principalmente as mãos dos ordenhadores e outros trabalhadores rurais. Nossos dados demonstram a relevância sanitária e econômica dessas doenças e a ampla circulação de diferentes poxvírus em bovinos de GO.

Retrospective study of poxviruses diagnosed in cattle from Goiás State, Brazil (2010-2018) / Estudo retrospectivo de poxviroses diagnosticadas em bovinos no estado de Goiás (2010-2018)

A retrospective study of poxvirus infections diagnosed in cattle from Goiás state (GO), Brazil, from 2010 to 2018, was performed. All cases have been investigated by the GO Official Veterinary Service (Agrodefesa), from which technical forms and protocols of veterinary diagnosis laboratories were reviewed. In most cases, samples of oral or cutaneous tissues and/or swabs were submitted for virological diagnosis by polymerase chain reaction (PCR) and/or virus isolation. Thirty seven outbreaks/cases of vesicular disease were notified in cattle of 25 counties; in 33 cases the animals presented lesions clinically compatible with poxviruses. The etiology of 25 out of 33 outbreaks/cases was confirmed as poxviruses by PCR and/or viral isolation: 13 as bovine vaccinia virus (VACV), six as pseudocowpox virus (PCPV), five as bovine papular stomatitis virus (BPSV) and one coinfection (VACV and an Orf virus-like parapoxvirus). The laboratory confirmed that cases occurred mainly in dairy cattle (19/25) and during the dry season (22/25). In adult cattle, gross changes were observed mainly in the teats and udder and included vesicles, ulcers, crusts, papules and scars and varied of type, severity and affected region, depending on the poxvirus species. In calves, the main lesions were ulcers in the mouth and muzzle. Zoonotic lesions compatible with poxvirus infections were observed for all diagnosed poxviruses, affecting especially the hands of milkers and other farm workers. Our data demonstrate the sanitary and economic relevance of these diseases and the wide circulation of different poxviruses in cattle from GO.(AU)

Foi realizado um estudo retrospectivo das infecções por poxvírus diagnosticadas em bovinos do estado de Goiás (GO), entre 2010 e 2018. Todos os casos foram investigados pela Agência Goiana de Defesa Agropecuária (Agrodefesa). Foram revisados formulários técnicos e protocolos de laboratórios de diagnóstico veterinário. Na maioria dos casos, amostras de tecidos orais ou cutâneos e/ou swabs foram encaminhadas para diagnóstico virológico. Foram notificados 37 surtos/casos de doença vesicular em bovinos em 25 municípios; em 33 casos os animais apresentavam lesões clinicamente compatíveis com poxvírus. A etiologia de 25 de 33 surtos/casos foi confirmada como poxvírus por PCR e/ou isolamento viral: 13 como vírus vaccínia (VACV), seis como vírus pseudocowpox (PCPV), cinco como vírus da estomatite papular bovina (BPSV) e um caso de coinfecção (VACV e um parapoxvírus semelhante ao Orf vírus). Os casos confirmados laboratorialmente ocorreram principalmente em bovinos leiteiros (19/25) e durante a estação seca (22/25). Em bovinos adultos, alterações macroscópicas foram observadas principalmente nas tetas e úbere e incluíram vesículas, úlceras, crostas, pápulas e cicatrizes e variaram quanto ao tipo, gravidade e região afetada, dependendo da espécie do poxvírus. Em bezerros, as principais lesões foram úlceras na boca e focinho. Lesões zoonóticas compatíveis com infecção por poxvírus foram observadas em todas as poxviroses diagnosticadas, afetando principalmente as mãos dos ordenhadores e outros trabalhadores rurais. Nossos dados demonstram a relevância sanitária e econômica dessas doenças e a ampla circulação de diferentes poxvírus em bovinos de GO.(AU)

Bovine Vaccinia in dairy cattle and suspicion of vesicular disease on milkers in Brazil / Vaccinia bovina em gado leiteiro e suspeita de doença vesicular em ordenhadores no Brasil

ABSTRACT: Bovine vaccinia (BV) is a vesicular disease induced by the Vaccinia virus (VACV) that affects milk production and is an occupational zoonosis. This research had the following objectives: (i) detection of VACV by qPCR in cattle with clinical suspicion of vesicular disease; (ii) symptoms characterization in animals and milkers with clinical suspicion of the disease and virus detection in humans; and (iii) identification of risk factors for infections of VACV in herds from several Brazilian states. A total of 471 bovine epithelial samples from dairy farms, in 15 Brazilian states, were evaluated between 2007 and 2012. The samples were tested by quantitative PCR (qPCR) using SYBR Green® reagents, validated with a lower limit of detection of 100 TCID50/50µL (1.7x100 viral particles), and 45.1% of VACV positive samples were detected. Using official forms for epidemiological investigation (FORM-IN), the risk factors for VACV infections in cattle were determined to be farms with a lack of technological facilities (P=0.029) and the presence of rodents (P=0.001). There was an effect of seasonality in cattle with a higher occurrence of BV during the dry season. A total of 420 epidemiological questionnaires were applied at public health care centers, where 100% of the milkers had vesicular lesions on their hands (98.1%) and on their arms (6.9%). The most frequent clinical symptoms in humans were: local swelling (74.2%), headache (20.7%), fever (10.4%) and inguinal lymphadenopathy (74.2%). Only 19.98% of milkers aged between 39 and 58 years were seroreactive to VACV and were immunized with the human anti-smallpox vaccine. There was an increase in the frequency of BV in older individuals due to their natural decrease in specific immunity. It has been shown that the implementation of zootechnical management techniques and health planning are important for the prevention of BV in animals and humans.

RESUMO: Vaccinia bovina (VB) é uma doença vesicular induzida pelo Vaccinia virus (VACV) que afeta a produção de leite e é uma zoonose ocupacional. Este trabalho teve os seguintes objetivos: (i) detecção de VACV por qPCR em bovinos com suspeita clínica de doença vesicular; (ii) caracterização dos sintomas apresentados por animais e ordenhadores com suspeita clínica da doença e detecção do vírus em humanos; e (iii) identificação de fatores de risco para infecção por VACV em rebanhos de vários estados brasileiros. Um total de 471 amostras de epitélio bovino de fazendas leiteiras, em 15 estados brasileiros, foram avaliados entre 2007 e 2012. As amostras foram testadas por PCR quantitativa (qPCR) usando reagentes SYBR Green®, validados com um limite inferior de detecção de 100TCID50/50μL (1,7x100 partículas virais) e 45,1% das amostras positivas de VACV foram detectadas. Usando formulários oficiais de investigação epidemiológica (FORM-IN), os fatores de risco para infecções por VACV em bovinos foram determinados como fazendas com falta de instalações tecnológicas (P=0,029) e presença de roedores (P=0,001). Houve um efeito da sazonalidade no gado com maior ocorrência de VB durante a estação seca. Um total de 420 questionários epidemiológicos foram aplicados nos centros públicos de saúde, onde 100% dos ordenhadores apresentaram lesões vesiculares nas mãos (98,1%) e nos braços (6,9%). Os sintomas clínicos mais frequentes em humanos foram: inchaço local (74,2%), cefaleia (20,7%), febre (10,4%) e linfadenopatia inguinal (74,2%). Apenas 19,98% dos produtores de leite com idade entre 39 e 58 anos foram sororreagentes ao VACV e foram imunizados com a vacina contra a varíola humana. Houve um aumento na frequência de BV em indivíduos mais velhos devido à sua diminuição natural na imunidade específica. Demonstrou-se que a implementação de técnicas de gestão zootécnica e planejamento sanitário são importantes para a prevenção da VB em animais e seres humanos.

Experimental infection of horses with Vaccinia virus / Infecção experimental de equinos com o vírus Vaccínia

ABSTRACT: Vaccinia virus (VACV) is the etiologic agent of bovine vaccinia, an emerging zoonotic disease with potential health issues for dairy herds and humans. VACV may occasionally infect other species, including horses. In this sense, an outbreak of VACV disease in horses was described in Pelotas, RS, in 2008, where a co-infection with two VACV strains (named Pelotas Virus 1 [P1V] and Pelotas Virus 2 [P2V]) was detected. Considering the rare occurrence of VACV infection in horses, the objective of this study was to investigate the susceptibility and pathogenesis of VACV infection in this species. Six adult horses were inoculated with VACV P1V or P2V (106.3TCID50/ml) through scarification of the nasolabial surface and monitored for virological and clinical aspects during 28 days. Four inoculated horses (4/6) developed mild lesions in the site of inoculation. Ulcers and scabs restricted to inoculated areas were observed between days 2 and 8 post-inoculation (pi). Microscopically there were acanthosis, ballooning degeneration of the stratum spinosum, necrosis and loss of the epidermis. Infiltration of neutrophils, macrophages and lymphocytes were observed in the dermis. Intracytoplasmic eosinophilic inclusions were infrequently observed in degenerate keratinocytes from adjacent necrotic areas. Virus shedding was detected between days 4 and 8 pi by PCR and virus isolation (infectious virus) from the lesions of one horse inoculated with P2V. No neutralizing antibodies were detected in inoculated animals at day 28 pi. In summary, inoculation of horses with VACV P1V and P2V isolates resulted in a low level of replication and at low frequency, with mild cutaneous lesions, when compared with the course of infection of other susceptible species to VACV. Therefore, horses possibly have a low potential for viral maintenance and transmission to other species, albeit being susceptible to VACV infection.

RESUMO: O vírus Vaccinia (VACV) é o agente etiológico da vaccínia bovina, uma doença zoonótica re-emergente e de importância sanitária e econômica para rebanhos leiteiros. O VACV também pode ocasionalmente infectar outras espécies, incluindo equinos. Nesse sentido, um surto de VACV em equinos foi descrito em Pelotas, RS, em 2008, no qual uma coinfecção com dois isolados de VACV (denominados Pelotas 1 [P1V] e Pelotas 2 [P2V]) foi detectada. Considerando a rara ocorrência da infecção pelo VACV em equinos, o objetivo deste estudo foi investigar a susceptibilidade e a patogenia experimental da infecção pelo VACV nessa espécie. Para isso, seis equinos adultos foram inoculados com P1V ou P2V (106,3DICC50/ml) após escarificação na superfície nasolabial e monitorados para os aspectos virológicos, clínicos e patológicos por 28 dias. Quatro animais inoculados (4/6) desenvolveram lesões macroscópicas leves nos locais da inoculação, consistentes com aquelas causadas por VACV, caracterizadas por úlceras e crostas focais restritas à área inoculada, entre os dias 2 e 8 pós-inoculação (pi). Microscopicamente, havia acantose, degeneração hidrópica do estrato espinhoso e necrose da epiderme, com bactérias intralesionais. Infiltração moderada de neutrófilos, macrófagos e linfócitos foi observada na derme superficial. Inclusões intracitoplasmáticas eosinofílicas foram infrequentemente observadas nos queratinócitos degenerados adjacentes às áreas necróticas. Excreção viral foi detectada por PCR e isolamento viral das lesões de um equino inoculado com o P2V, entre os dias 4 e 8pi. Não foi detectada produção de anticorpos específicos para o VACV em nenhum animal inoculado. Em resumo, a inoculação de cavalos com os isolados P1V e P2V resultou em um baixo nível de replicação viral e em baixa frequência, resultando em lesões cutâneas mais discretas em comparação com outras espécies susceptíveis ao VACV. Apesar dos equinos serem susceptíveis à infecção pelo VACV, possivelmente apresentam baixo potencial de manutenção e de transmissão do vírus para outras espécies.

Outbreaks of vesicular disease caused by Vaccinia virus in dairy cattle from Goiás State, Brazil (2010-2012) / Surtos de doença vesicular causados pelo Vaccinia virus em bovinos de leite no Estado de Goiás, Brasil (2010-2012)

Cases of vesicular and exanthematic disease by Vaccinia virus (VACV) have been reported in dairy herds of several Brazilian regions, occasionally also affecting humans. The present article describes eight outbreaks of vesicular disease caused by VACV in dairy herds of six counties of Goiás state, Midwestern Brazil (2010-2012), involving a total of 122 cows, 12 calves and 11 people. Dairy cows (3 to 9 years old) were affected in all cases and calves (2 to 9 months old) were affected in five outbreaks, presenting oral lesions. The morbidity ranged between 8 and 100% in cows, and 1.5 to 31% in calves. In the cows, the clinical signs started with vesicles (2-7mm), painful and coalescent papules (3-8 mm), which resulted in ulcers (5-25mm) and scabs in teats, and, occasionally, in the muzzle. The clinical course lasted from 16 to 26 days. The histopathology of bovine skin samples revealed superficial perivascular inflammatory infiltrate of lymphocytes, plasma cells, neutrophils, macrophages and multifocal areas of acanthosis, spongiosis, hipergranulosis and parakeratotic or orthokeratotic hyperkeratosis with adjacent focally extensive ulcers. Eosinophilic inclusion bodies were noted in the cytoplasm of the keratinocytes. PCR to vgf gene of Orthopoxvirus was positive in samples collected from all outbreaks, and in some cases, genomic VACV sequences were identified by nucleotide sequencing of the PCR amplicons. Infectious virus was isolated in cell culture from scabs from one outbreak. Antibodies to Orthopoxvirus were detected in at least 3 or 4 animals in most outbreaks, by ELISA (outbreaks 1, 2, 3, 4, 5 and 7) or virus-neutralization (outbreak 6). Neutralizing titers ranging from 8 to 64 in outbreak 6. In all outbreaks, VACV infection was suspected based on the clinical and pathological findings and it was confirmed by laboratory tests. Upon the etiological confirmation, other agents associated with vesicular disease were discarded. In all outbreaks, at least one milker who handled the affected cows developed malaise, headache, fever, painful vesico-pustular lesions mainly in the hands, but also in the neck and nose. These results confirm the circulation of VACV in the region and call attention for a correct diagnosis and the adoption of prophylactic and control measures.

Casos de doença vesicular e exantemática associados ao Vaccinia virus (VACV) têm sido descritos em rebanhos leiteiros em diversas regiões do Brasil, ocasionalmente afetando também os ordenhadores. Este artigo descreve oito surtos de doença vesicular associados ao VACV ocorridos em rebanhos leiteiros de seis municípios do estado de Goiás (2010-2012), com o envolvimento de 122 vacas em lactação, de 12 bezerros e de 11 pessoas. Vacas em lactação (3-9 anos de idade) foram afetadas em todos os casos. Em cinco rebanhos, bezerros de 2-9 meses apresentaram lesões orais. A morbidade nos rebanhos variou entre oito e 100% (vacas) e entre 1,5 e 31% (bezerros). As lesões iniciavam como vesículas (2-7mm) ou pápulas doloridas e coalescentes (3-8mm), que progrediam para úlceras (5-25mm) e crostas, localizadas principalmente nas tetas e, eventualmente, no focinho das vacas. O curso clínico variou entre 16 e 26 dias. Histopatologia de amostras de pele coletadas de bovinos revelou dermatite perivascular superficial com infiltrado de linfócitos, neutrófilos, plasmócitos e macrófagos, além de áreas multifocais de acantose, espongiose, hipergranulose e hiperceratose ortoceratótica ou paraceratótica com úlceras focalmente extensas. No citoplasma dos ceratinócitos adjacentes às úlceras, observaram-se numerosos corpúsculos de inclusão eosinofílicos. Em todos os surtos, amostras de lesões cutâneas dos bovinos foram positivas para o gene vgf dos Orthopoxvirus por PCR, e em alguns casos, a identificação do VACV foi confirmada por sequenciamento de nucleotídeos dos amplicons. O vírus foi detectado por isolamento em cultivo celular em um dos surtos e, pelo menos 2 a 3 vacas por rebanho, apresentaram sorologia positiva para Orthopoxvirus pelos testes de ELISA (surtos 1, 2, 3, 4, 5 e 7) e soroneutralização (surto 6). No surto 6, os títulos de anticorpos neutralizantes variaram de 8 a 64. O diagnóstico da infecção pelo VACV, inicialmente suspeito com base nos achados clínicos e patológicos, foi confirmado em todos os surtos por exames laboratoriais. Em todos os surtos, pelo menos um ordenhador que teve contato com os bovinos afetados apresentou mal-estar geral, febre alta, dor de cabeça e lesões vesiculo-pustulosas doloridas, principalmente nas mãos, mas também no pescoço e nariz. Esses resultados confirmam a circulação do VACV no rebanho bovino da região centro-oeste, alertando para necessidade de diagnóstico correto e adoção de medidas profiláticas e de controle.

Antiviral activities of plants occurring in the state of Minas Gerais, Brazil: Part 2. Screening Bignoniaceae species / Atividade antiviral de extratos de plantas coletadas no estado de Minas Gerais: Parte 2. Triagem de Bignoniaceae

Ethanol extracts of eighteen Bignoniaceae species have been evaluated by the MTT assay for cytotoxicity in Vero cells and for antiviral activity against Human herpes virus type 1, Vaccinia virus and murine Encephalomyocarditis virus. Among such species, seven are reported to be of traditional medicinal use No cytotoxicity was observed for most of the extracts up to the concentration of 500 μg/mL. Fourteen (50 percent) of the 28 extracts assayed have disclosed antiviral activity with EC50 values in the range of 4.6+0.3 to 377.2+17.7 μg/mL. Only two species, Arrabidaea samydoides and Callichlamys latifolia, have shown activity against all the three viruses. The extracts were chemically characterized by their TLC and HPLC-DAD profiles. Mangiferin is the major constituent of A. samydoides but the isolated compound has been less active than the crude extract. This is the first report on the antiviral evaluation of the eighteen Bignoniaceae species assayed.

Extratos etanólicos de dezoito espécies vegetais pertencentes à família Bignoniaceae, das quais sete são descritas como de uso medicinal, foram avaliados, pelo ensaio colorimétrico do MTT, para atividades citotóxica, em células Vero, e antiviral, frente aos vírus herpes simplex-tipo 1, vaccinia e encefalomiocardite murina. A maior parte dos extratos não apresentou citotoxicidade até a concentração de 500 μg/mL. Dos 28 extratos testados quatorze (50 por cento) apresentaram atividade antiviral com valores de CE50 na faixa de 4,6+03 a 377,2+17,7 μg/mL. Somente duas espécies, Arrabidaea samydoides e Callichlamys latifolia, foram ativas frente aos três vírus. Os extratos foram caracterizados pelos seus perfís cromatográficos em CCD e CLAE-FR. Análises por CLAE-FR mostraram que a mangiferina é o constituinte majoritário em A. samydoides mas a substância isolada foi menos ativa do que o extrato bruto. Esta é a primeira vez que se relata a atividade antiviral de extratos das dezoito espécies avaliadas.