Kan genetikken bidra i bekjempelsen av skrantesjuke hos reinsdyr?

Foto: Erik Skjoldal – 

Av Michael A. Tranulis (NMBU), Jørn Våge (Veterinærinstituttet) og Knut Røed (NMBU) – 

Da villreinbestanden i Nordfjella (sone 1) ble fjernet, ble de drøyt 2400 dyrene undersøkt for smitte. Det ble påvist til sammen 19 positive dyr og det er gjort genetiske analyser av disse og dyr uten smitte fra samme bestand. Resultatene viser at det foreligger ulik genetisk følsomhet for smittestoffet og at genvarianter som er vanlige hos reinsdyr er mest følsomme. Dyr med andre genvarianter, som også er godt utbredt, er mindre følsomme. Dette åpner for å benytte rein med redusert følsomhet når det skal reetableres en bestand i Nordfjella sone 1.

Skrantesjuke er en alvorlig smittsom sykdom hos hjortedyr, kjent fra Nord-Amerika siden slutten av 1960-tallet. I dag er sykdommen påvist i 26 nordamerikanske stater og tre Canadiske provinser. Spredningen på det nordamerikanske kontinentet har vært særlig omfattende de siste 15-20 årene. Foruten naturlige spredningsmekanismer har menneskelig aktivitet spilt en vesentlig rolle i å spre sykdommen over store avstander ved transport av levende dyr, skrotter eller produkter som har vært smitteførende.

Kontroll og bekjempelse av sykdommen er vanskelig blant annet fordi det uvanlige smittestoffet kan «overleve» svært lenge i miljøet. Et annet problem er at dyr kan være smittet og trolig spre smitten uten tegn til sykdom. Slike tilsynelatende friske smittespredere vil til slutt bli syke, men det kan ta måneder og kanskje år. Av de 19 dyrene som testet positivt i Nordfjella var det store flertallet i denne kategorien.
Ved smittsomme sykdommer utvikles ofte immunitet, som i varierende grad beskytter mot fremtidig smitte. Denne effekten er grunnlaget for vaksiner. Ved prionsykdom utvikles ikke immunitet og dødeligheten er 100 %. Man har heller ikke lyktes å utvikle vaksiner mot prionsykdommene.

Da skrantesjuke ble påvist hos ei villreinsimle i Nordfjella i 2016, var dette første gang sykdommen ble påvist i Europa og også første naturlige forekomst hos denne arten. Det var et overraskende og alarmerende funn. På grunn av reinens vide utbredelse og store bestander, ofte med tett flokkstruktur og lange vandringer, anses reinsdyr som den verst tenkelige arten å få utbrudd av skrantesjuke hos.

De uvanlige variantene av skrantesjuke som er påvist hos elg og hjort i Norge, og elg i Sverige og Finland, har ikke blitt beskrevet i Nord-Amerika, mens sykdommen i Nordfjella er svært lik kjente utbrudd fra USA og Canada, selv om smittestoffet i Nordfjella trolig er unikt. Den videre gjennomgangen og diskusjonen gjelder utelukkende forholdene hos reinsdyr og smittestoffet som forårsaket utbruddet i Nordfjella. Sykdommen hos elg og hjort vil ikke bli videre omtalt her.

Erfaringer fra sau

Skrapesyke er en tilsvarende prionsykdom hos sau og geit. Vi vet i dag at klassisk skrapesyke hos sau er en smittsom sykdom, men så sent som på 1980-tallet mente flere forskere at sykdommen var arvelig. Hvordan kunne de ta så feil? Forklaringen var at varianter av genet som koder for prionproteinet (genet forkortes PRNP) avgjorde hvor følsomt dyret var for smitten og at forekomsten av disse genvariantene varierte mellom og innen i saueraser. Og siden genvariantene hadde vanlig arvegang, observerte man at familielinjer ble hardt rammet, som forventet av en arvelig sykdom. Det som i virkeligheten skjedde, var at sauene oppholdt seg i et smittet miljø (fjøs og utomhus) og de genetisk mest følsomme dyrene døde av skrapesyke i 2-4 års alder. Dersom en saueflokk hovedsakelig bestod av genetisk følsomme dyr, døde hele flokken ut.

I Norge ble sauerasen Rygja, som var vanlig i Rogaland, spesielt hardt rammet. Her var det brukt værer som var svært følsomme for klassisk skrapesyke, som igjen gjorde enkelte flokker svært følsomme.

Videre undersøkelser viste at det hos sau fantes en bestemt variant av PRNP som var lite følsom for klassisk skrapesyke. Selv etter mange forsøk med å smitte sau med denne genvarianten forble dyrene friske. Vi vet i dag at dyr med denne varianten ikke er helt motstandsdyktige, og de regnes derfor ikke som resistente, men som svært lite følsomme/mottakelige.

Det ble etter grundige vurderinger bestemt at man i Europa skulle forsøke å bekjempe klassisk skrapesyke gjennom avl. Det å la bestemte genvarianter være så viktig i avlen er alltid risikabelt, men omfanget av klassisk skrapesyke var stort og erfaringene fra utbruddet av kugalskap hos storfe i siste halvdel av 1980-tallet gjorde at bekjempelse av klassisk skrapesyke fikk høy prioritet.

I dag, 20 år senere kan vi slå fast at denne strategien har vært meget vellykket. Klassisk skrapesyke er kraftig redusert i hele Europa og tallene fra Kypros, som lenge har vært hardt rammet hos både sau og geit, viser nå stor framgang. Norge hadde sitt foreløpig siste tilfelle av klassisk skrapesyke hos sau i 2009.

Med dette som bakteppe gjennomfører forskere ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet og Veterinærinstituttet omfattende genetiske undersøkelser av norske bestander av hjortedyr. Undersøkelsene er delvis finansiert av Miljødirektoratet.

Genetisk rangering av følsomhet

Vi har to kopier av genene våre – en fra hver forelder. Dersom kopiene er like er vi homozygote og har varianten i «dobbelt dose». Er variantene ulike er man heterozygot. Hvis vi kaller den ene varianten for A og den andre for B, kan man i en bestand treffe på kombinasjonene: AA, AB og BB. Dersom A gjør dyr mere følsomme for et smittestoff enn B, kan man teoretisk rangere dyrene slik: Dyr med AA = mest følsomme, AB = middels følsomme, BB mindre følsomme. Men for å komme fram til dette må man gjøre studier for å kartlegge følsomheten under naturlige forhold eller ved smitteforsøk. Hos sau og geit, har man som nevnt gjort dette.

Genetisk følsomhet i Nordfjella

Før utbruddet av skrantesjuke hos rein i Nordfjella forelå det naturlig nok liten kunnskap om mulig genetisk variasjon i følsomheten for sjukdommen. For å teste for dette har vi sammenlignet PRNP variasjon hos positive (påvisning av smittestoff ved CWD-test) og negative dyr fra Nordfjella sone 1. Det ble funnet 5 varianter (alleler) av PRNP og man påviste til sammen 14 kombinasjoner (genotyper) av disse. Genvariantene ble navngitt A, B, C, D, og E. Av disse var varianten C aldri tidligere påvist hos reinsdyr. Genvarianten A er den mest vanlige og man antar at dette er reinsdyrenes «grunnvariant».

Det viste seg at 74 % av de CWD positive dyrene hadde kombinasjoner av genvariantene A og C i enkel eller dobbelt dose (jf. forklaringen ovenfor), mens tilsvarende for dyr uten påvist smitte (101 dyr undersøkt, samme alder og kjønnsfordeling som for de positive), kun var 19 %. Dette viser at dyr med genkombinasjonene; AA, AC og (trolig) CC er de mest følsomme for smittestoffet som forekom i Nordfjella. Genvarianten B i dobbelt dose ble funnet hos 12 % av dyr uten smitte, men ikke hos noen av de positive. Dette gir oss et hint om at B-varianten kan være mindre følsom, selv om 4 positive dyr hadde genkombinasjonen AB og ett positivt tilfelle hadde BC genotypen. Kanskje dominerer følsomheten forårsaket av A- og C-variantene over beskyttelsen B gir når disse kombineres? Ved klassisk skrapesyke hos småfe så man lignende resultater, men der var den ene beskyttende varianten dominerende og det var viktig å raskt øke denne gjennom avl. Vi har ikke grunnlag for å si noe sikkert om mulig dominans for ulike varianter hos reinsdyr – tallmaterialet er for begrenset.

Alle positive tilfeller i Nordfjella hadde en av disse genkombinasjonene: AA (53 %), AB (21 %), AC (21 %) eller BC (5 %). Hos dyrene uten påvist smitte i Nordfjella utgjorde disse kombinasjonene 51 %. Med andre ord hadde nær halvparten (49 %) av villreinen i Nordfjella genvarianter som ikke forekom hos de positive tilfellene. En så skjev fordeling viser en genetisk effekt, men det lave antallet dyr, kun 19 tilfeller, krever varsomhet i vurderingene. Likevel gir resultatene grunnlag for en tentativ gruppering av følsomhet som er slik: A og C gir økt følsomhet, B, D og E variantene er mindre følsomme enn A og C. Det kan nevnes at varianten C forkom hos 4,5 % av dyr uten smitte og 13 % hos de smittede, altså nesten tre ganger så hyppig.

Vi kan gruppere de undersøkte villreinene fra Nordfjella slik:

1. Svært følsomme: AA, AC, CC (19 %)
2. Følsomme: AB, BC, AD, AE, CD, CE (53 %)
3. Mindre følsomme: BB, BD, BE, DD, DE, EE (28 %)

Grupperingen er som påpekt tentativ og flere antakelser ligger til grunn, som for eksempel at variantene A og C gir økt følsomhet selv om de foreligger i enkel dose. Det at 5 positive tilfeller hadde slik kombinasjon gir et visst grunnlag for denne antakelsen. Antakelsene om at D og E variantene kan gi noe redusert følsomhet er svakere begrunnet. I figur 1 gis oversikt over hvordan de ulike variantene var fordelt i Nordfjella-reinen (figur basert på data publisert i tidsskriftet PRION av Güere med flere – denne artikkelen kan leses i sin helhet her).

Figur 1. Figuren viser frekvensen av utvalgte genvarianter (PRNP-genet) hos villrein i Nordfjella. Blandt de 19 dyrene som testet positivt på CWD var det en overhyppighet av genvariantene AA og AC, sammenlignet med dyr med negativ test. Genvarianter som til sammen utgjorde nærmere 50 % av bestanden hadde ingen positive dyr. Det foreligger en klar genetisk effekt på følsomheten, men det lave antallet positive dyr gjør at resultatene må tolkes med forsiktighet.

Genetisk følsomhet hos andre reinstammer

Ved å bruke de samme kategoriene, kan vi sammenligne fordelingen i ulike bestander av vill- og tamrein og på den måten anta noe om bestandsfølsomhet.

Kartleggingen, som fortsatt pågår, viser at alle villreinbestander som til nå er undersøkt har stort antall svært følsomme eller følsomme dyr. Dette betyr at skrantesjuke er en stor og direkte trussel for disse, og at de omfattende tiltakene som ble iverksatt i forsøk på å stanse sykdommen var berettiget. Hvis sykdommen fikk utvikle seg i full styrke over tiår, ville trolig leveområdene bli nedsmittet i lang tid framover og bestandene sterkt påvirket.

Foreløpige resultater viser at hos tamrein er andelen svært følsomme mindre, og flere vil etter vår inndeling grupperes som mindre følsomme. Dette gjelder tamrein i Sør-Norge og i Finnmark. Videre diskusjon av disse funnene må vente til analysene er ferdige.

Genetisk følsomhet og reetablering

Bør man ta genetikken inn i vurderingene ved reetablering når det trolig bare er ulike grader av følsomhet? Selv en moderat reduksjon i følsomhet betyr at smittestoffet møter motstand på flere nivåer hos dyret. Summen av motstanden kan vippe kampen i favør av dyret, derfor kan effekten av redusert følsomhet ha betydning for utvikling av sykdom.

Dersom alle dyr med ulik genotype ble smittet i et forsøk, som ofte innebærer bruk av unaturlig store doser av smittestoffet, vil antakelig samtlige blitt syke. Et slik forsøk kunne gitt viktig informasjon og en antydning om hva som kunne skje dersom en stor andel dyr var smittet og smittenivået i miljøet var høyt. Det er ikke alltid enkelt å omsette resultater fra smitteforsøk til effekter under naturlige forhold. En genetisk effekt som virker «moderat» i et smitteforsøk kan i ytterste konsekvens være forskjellen på liv og død under naturlige betingelser. Smittestoffet vil alltid følge «minste motstands vei».

Resultatene fra studien som er omtalt her, bør tas i betraktning og vurderes, når planen for reetablering i Nordfjella skal revideres.