Transmission of bovine viral diarrhea virus 1b to susceptible and vaccinated calves by exposure to persistently infected calves

Can J Vet Res. 2005 Jul;69(3):161-9.

Abstract

Bovine viral diarrhea virus (BVDV) persistently infected (PI) calves represent significant sources of infection to susceptible cattle. The objectives of this study were to determine if PI calves transmitted infection to vaccinated and unvaccinated calves, to determine if BVDV vaccine strains could be differentiated from the PI field strains by subtyping molecular techniques, and if there were different rates of recovery from peripheral blood leukocytes (PBL) versus serums for acutely infected calves. Calves PI with BVDV1b were placed in pens with nonvaccinated and vaccinated calves for 35 d. Peripheral blood leukocytes, serums, and nasal swabs were collected for viral isolation and serology. In addition, transmission of Bovine herpes virus 1 (BHV-1), Parainfluenza-3 virus (PI-3V), and Bovine respiratory syncytial virus (BRSV) was monitored during the 35 d observation period. Bovine viral diarrhea virus subtype 1b was transmitted to both vaccinated and nonvaccinated calves, including BVDV1b seronegative and seropositive calves, after exposure to PI calves. There was evidence of transmission by viral isolation from PBL, nasal swabs, or both, and seroconversions to BVDV1b. For the unvaccinated calves, 83.2% seroconverted to BVDV1b. The high level of transmission by PI calves is illustrated by seroconversion rates of nonvaccinated calves in individual pens: 70% to 100% seroconversion to the BVDV1b. Bovine viral diarrhea virus was isolated from 45 out of 202 calves in this study. These included BVDV1b in ranch and order buyer (OB) calves, plus BVDV strains identified as vaccinal strains that were in modified live virus (MLV) vaccines given to half the OB calves 3 d prior to the study. The BVDV1b isolates in exposed calves were detected between collection days 7 and 21 after exposure to PI calves. Bovine viral diarrhea virus was recovered more frequently from PBL than serum in acutely infected calves. Bovine viral diarrhea virus was also isolated from the lungs of 2 of 7 calves that were dying with pulmonary lesions. Two of the calves dying with pneumonic lesions in the study had been BVDV1b viremic prior to death. Bovine viral diarrhea virus 1b was isolated from both calves that received the killed or MLV vaccines. There were cytopathic (CP) strains isolated from MLV vaccinated calves during the same time frame as the BVDV1b isolations. These viruses were typed by polymerase chain reaction (PCR) and genetic sequencing, and most CP were confirmed as vaccinal origin. A BVDV2 NCP strain was found in only 1 OB calf, on multiple collections, and the calf seroconverted to BVDV2. This virus was not identical to the BVDV2 CP 296 vaccine strain. The use of subtyping is required to differentiate vaccinal strains from the field strains. This study detected 2 different vaccine strains, the BVDV1b in PI calves and infected contact calves, and a heterologous BVDV2 subtype brought in as an acutely infected calf. The MLV vaccination, with BVDV1a and BVDV2 components, administered 3 d prior to exposure to PI calves did not protect 100% against BVDV1b viremias or nasal shedding. There were other agents associated with the bovine respiratory disease signs and lesions in this study including Mannheimia haemolytica, Mycoplasma spp., PI-3V, BRSV, and BHV-1.

Les veaux infectés de façon persistante (PI) par le virus de la diarrhée virale bovine (BVDV) représentent une source d’infection significative pour les bovins susceptibles. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer si les veaux PI pouvaient transmettre l’infection à des veaux vaccinés ou non, de déterminer si les souches vaccinales de BVDV pouvaient être différencier des isolats cliniques de veaux PI par des méthodes de typage moléculaire, et s’il y avaient des taux de recouvrement de virus différents à partir des leucocytes du sang périphérique (PBL) versus le sérum de veaux infectés de manière aiguë. Des veaux PI avec le BVDV de type 1b ont été placés dans des enclos avec des veaux vaccinés et non-vaccinés pendant 35 jours. Des PBL, du sérum et des écouvillons nasaux ont été prélevés pour isolement viral et sérologie. De plus, la transmission du virus herpès bovin de type 1 (BHV-1), du virus parainfluenza-3 (PI-3V) et du virus respiratoire syncytial bovin (BRSV) a été surveillée durant les 35 j de la période d’observation.

Suite à l’exposition aux veaux PI, le BVDV de type 1b été transmis autant aux veaux vaccinés que non-vaccinés, incluant des veaux séropositifs et séronégatifs pour BVDV1b. La transmission a été mise en évidence par isolement viral à partir des PBL, des écouvillons nasaux, ou des deux, et par séroconversion au BVDV1b. Une séroconversion envers BVDV1b a été notée chez 83,2 % des veaux non-vaccinés. Le degré élevé de transmissibilité de BVDV1b à partir de veaux PI est démontré par les taux de séroconversion des veaux non-vaccinés gardés dans des enclos individuels (allant de 70 à 100 %). Des isolats de BVDV ont été obtenus de 45 des 202 veaux dans cette étude. Ce nombre incluait des isolats provenant de veaux de ranchs et d’acheteurs (OB), ainsi que des isolats identifiés comme souches vaccinales que l’on trouve dans les vaccins vivants modifiés (MLV) administrés à la moitié des veaux OB 3 jours avant l’étude. Les isolats de BVDV1b provenant des veaux exposés ont été détectés entre les jours de collecte 7 à 21 suite à l’exposition aux veaux PI. Le BVDV a été isolé plus fréquemment à partir des PBL que du sérum chez les veaux infectés de manière aiguë. Le BVDV a également été isolé des poumons de 2 des 7 veaux qui sont morts avec des lésions pulmonaires. Deux des veaux qui sont morts avec des lésions de pneumonie dans cette étude étaient virémiques pour BVDV1b avant leur mort. Le BVDV1b a été isolé des deux veaux qui avaient été vaccinés avec un vaccin tué ou MLV. Des isolats cytopathogènes (CP) ont été obtenus de veaux vaccinés avec le vaccin MLV durant la même période que l’isolement de BVDV1b. Ces virus ont été typés par réaction d’amplification en chaîne par la polymérase (PCR) et séquençage génique, et la plupart des virus CP ont été confirmés comme d’origine vaccinale. Une souche BVDV2 NCP a été isolée à partir d’un seul veau OB lors de plusieurs prélèvements d’échantillons, et une séroconversion a été notée chez cet animal. Ce virus n’était pas identique à la souche vaccinale BVDV2 CP 296. L’utilisation du typage génique est requise afin de différencier les souches vaccinales des souches de terrain. Dans cette étude deux souches vaccinales différentes ont été trouvées, la souche BVDV1b chez des veaux PI et des veaux infectés suite à un contact, et un sous-type de BVDV2 trouvé chez un veau infecté. La vaccination à l’aide de MLV, avec BVDV1a et BVDV2, 3 jours avant l’exposition à des veaux PI n’a pas conféré une protection de 100 % contre une virémie ou l’excrétion nasale de BVDV1b. D’autres agents associés à des problèmes et lésions respiratoires ont été trouvés dans cette étude : Mannheimia haemolytica, Mycoplasma spp., PI-3V, BRSV et BHV-1.

(Traduit par Docteur Serge Messier)

MeSH terms

  • Animals
  • Animals, Newborn
  • Antibodies, Viral / blood*
  • Antibodies, Viral / immunology
  • Antibody Formation / immunology*
  • Bovine Virus Diarrhea-Mucosal Disease / immunology
  • Bovine Virus Diarrhea-Mucosal Disease / transmission*
  • Cattle
  • DNA, Viral / chemistry
  • DNA, Viral / genetics
  • Diarrhea Virus 1, Bovine Viral / classification
  • Diarrhea Virus 1, Bovine Viral / immunology*
  • Diarrhea Virus 1, Bovine Viral / isolation & purification
  • Disease Susceptibility / veterinary
  • Fluorescent Antibody Technique, Direct / veterinary
  • Leukocytes / virology
  • Lung / pathology
  • Lung / virology
  • Neutralization Tests / veterinary
  • Nose / virology
  • Polymerase Chain Reaction / veterinary
  • Random Allocation
  • Time Factors
  • Vaccination
  • Vaccines, Attenuated
  • Vaccines, Inactivated
  • Viremia / veterinary

Substances

  • Antibodies, Viral
  • DNA, Viral
  • Vaccines, Attenuated
  • Vaccines, Inactivated