PATHOBIOLOGY OF ASIAN HIGHLY PATHOGENIC AVIAN INFLUENZA H5N1 VIRUS INFECTIONS IN DUCKS

Mary J. Pantin-Jackwood, David E. Swayne
2007 Avian Diseases Digest  
Ducks and other wild aquatic birds are the natural reservoir of type A influenza viruses, which normally are nonpathogenic in these birds. However, the Asian highly pathogenic avian influenza (HPAI) viruses have evolved from producing no disease or mild respiratory infections in ducks to some strains producing severe systemic disease and mortality. To further understand the pathogenicity of these strains in ducks, we studied the gross and histologic lesions and tissue distribution of viral
more » ... ution of viral antigen in 2-and 5-wk-old white Pekin ducks infected with different Asian-origin H5N1 AI viruses. Seven of eight 2-wk-old ducks inoculated with A/Egret/HK/757.2/02 developed acute disease, including severe neurological dysfunction and death. However, this virus killed only two of eight 5-wk-old ducks. Two additional viruses, A/Vietnam/1203/04 and A/Crow/Thailand/04, also produced high mortality in 2-wk-old ducks. Microscopic lesions and AI viral antigen were observed most frequently in the nasal cavity, brain, heart, adrenal glands, and pancreas. Another virus, A/Thailand PB/6231/04, killed three of eight 2-wk-old ducks but did not induce neurological signs. Furthermore, older ducks infected with this virus did not present clinical signs or gross lesions, and their tissues showed very few microscopic lesions. All the viruses studied established systemic infections in both younger and older ducks, with viral replication in tissues correlating with the severity of the clinical signs. The differences in mortality induced by HPAI H5N1 viruses in ducks are reflected in the pathological findings and antigen distribution in tissues. However, the observed differences in pathology between ducks infected at different ages is unclear and may be associated with a variety of factors including the virus strain, host immune response, host cell maturation, and capacity to support viral replication. RESUMEN. Patobiología de las infecciones con el virus Asiático H5N1 de influenza aviar de alta patogenicidad en patos. Los patos y otras aves acuáticas silvestres constituyen el reservorio natural de los virus de influenza aviar tipo A, los que normalmente son apatógenos en estas aves. Sin embargo, los virus Asiáticos de influenza aviar de alta patogenicidad han evolucionado desde ser apatógenos o producir infecciones respiratorias leves en patos hasta algunas cepas capaces de producir enfermedades sistémicas severas y mortalidad. Con la finalidad de entender mejor la patogenicidad de estas cepas en patos, se estudiaron las lesiones macroscópicas e histológicas y la distribución del antígeno viral en los tejidos de patos pequineses blancos de 2 y 5 semanas de edad infectados con diferentes virus H5N1 de influenza aviar originarios de Asia. Siete de ocho patos de dos semanas de edad inoculados con el virus A/Garza/HK/757.2/02 desarrollaron enfermedad aguda, incluyendo disfunción neurológica severa y muerte. Sin embargo, este virus solo mató dos de ocho patos de 5 semanas de edad. Dos virus adicionales, el virus A/Vietnam/1203/04 y el A/Cuervo/Tailandia/04, también produjeron alta mortalidad en patos de 2 semanas de edad. Las lesiones microscópicas y la presencia de antígeno viral de influenza aviar fueron observadas más frecuentemente en la cavidad nasal, cerebro, corazón, glándulas adrenales y páncreas. Otro virus, el A/Tailandia PB/6231/04, mató tres de ocho patos de 2 semanas de edad, pero no indujo signos neurológicos. Más aun, patos de más edad infectados con este virus no presentaron signos clínicos o lesiones macroscópicas y en sus tejidos se observaron muy pocas lesiones microscópicas. Todos los virus estudiados establecieron infecciones sistémicas tanto en los patos jóvenes como en los mayores, con replicación viral en tejidos en correlación con la severidad de los signos clínicos. Las diferencias en mortalidad inducida por los virus H5N1 de influenza aviar de alta patogenicidad en patos se reflejan en los hallazgos patológicos y en la distribución antigénica en tejidos. Sin embargo, las diferencias en la patología observadas entre patos infectados a diferentes edades no está clara y debe estar relacionada con una variedad de factores incluyendo la cepa, la respuesta inmune del huésped, el grado de madurez de las células del huésped y la capacidad de sustentar la replicación del virus. Key words: avian influenza, ducks, H5N1 virus, immunohistochemistry, pathogenicity Abbreviations: AGP ¼ agar gel precipitin; AI ¼ avian influenza; BHI ¼ brain heart infusion; BSL-3 Ag ¼ biosafety level-3 agriculture; dpi ¼ days postinoculation; EID 50 ¼ 50% egg infectious dose; HE ¼ hematoxylin and eosin; HEPA ¼ high efficiency particulate air; HPAI ¼ highly pathogenic avian influenza; IHC ¼ immunohistochemistry/chemical; IN ¼ intranasal; MDT ¼ mean time death; SEPRL ¼ Southeast Poultry Research Laboratory Pathobiology of HPAI viruses in ducks
doi:10.1637/1933-5334(2007)2[e15:poahpa]2.0.co;2 fatcat:ekqs4tklwjbvni6yg65zlabmke