forskellige undersøgelser har indikeret prioner (PrPSC), der inficerer får og geder med den dødelige overførbare encefalopati kendt som scrapie, er i stand til at vedvare i jord i årevis uden at miste deres patogene aktivitet. Spredning af prioner i miljøet kan forekomme fra flere kilder: hovedsageligt infektiøs placenta eller fostervand hos får og muligvis miljøforurening med spyt eller ekskrementer.
bekræftende test for scrapie kan kun opnås ved at anvende immunhistokemi af sygdomsassocieret prionprotein (PrPSC) på væv opsamlet post mortem, herunder obeks (en hjernestammestruktur), retropharyngeal lymfeknude og palatin tonsil. En levende dyr diagnostisk, ikke bekræftende, test blev godkendt i 2008 til immunokemi test på rektal biopsi-afledt lymfoidvæv af USDA.
naturlig overførsel af scrapie i marken ser ud til at forekomme via fordøjelseskanalen i de fleste tilfælde, og scrapiefrie fåreflokke kan blive inficeret på græsgange, hvor der tidligere var observeret udbrud af scrapie. Disse fund peger på en vedvarende smitte i miljøet, især i jorden.
Prionkoncentration i fødselsvæsker ændrer ikke prionernes infektivitet. Naturligt eller eksperimentelt inficeret overfører infektionen til Lammene, selv når moderkager har lidt PrPSC. PrPSC udgydes med en højere procentdel i fåreplacentas (52-72%) end i gedeplacenta (5-10%) i undersøgelsesforsøg ved USDA Agricultural Research Service.
Detekterbar PrPSC er rapporteret i afføring af får både i den terminale og de tidlige prækliniske stadier af sygdommen, hvilket antyder, at prionerne sandsynligvis vil blive kastet ud i miljøet i løbet af sygdommen. Flere kilder til prioner i fæces kunne postuleres, herunder miljøindtagelse og indtagelse af inficeret spyt; imidlertid, den mest sandsynlige kilde kaster fra det tarmassocierede lymfoide væv. Drøvtyggere har specialiseret Peyers patches, der i hele ileumets længde udgør omkring 100.000 follikler, og alle disse kan blive inficeret og kaste prioner ind i lumen.Scrapie-prioner er fundet i Peyers pletter af naturligt inficerede asymptomatiske lam så unge som fire måneders alder.
eksponering gennem kontaminerede vaccinerrediger
- kontamineret Louping-ill-vaccine. Også kendt som 1935 Moredun Louping-ill Vaccine katastrofe.. Mere end 1.500 får udviklede scrapie efter vaccination. “En undersøgelse af scrapies etiologi fulgte vaccinationen af får til louping-ill-virus med formalinbehandlede ekstrakter af får lymfoidvæv ubevidst forurenet med scrapie-prioner (Gordon 1946). To år senere udviklede mere end 1500 får scrapie fra denne vaccine.””Denne vaccine blev fremstillet ved hjælp af formaliserede fårhjerner forurenet med scrapie agent” “på 1946 National Veterinary Medical Association of Great Britain and Ireland Annual Congress, Gordon, ph.d., fremlagde bevis for scrapie transmission ved hjælp af en vaccine til louping-ill.””Dr. Gordon udviklede en effektiv vaccine til at forhindre louping-ill i løbet af 1931-32. Efter fire års feltforsøg blev hans vaccine produceret i tre batcher til udbredt brug i 1935. Vaccinen blev fremstillet af hjerne -, rygmarv-og miltvæv taget fra får fem dage efter, at de havde modtaget en intracerebral inokulation af louping-ill-virus. Formalin blev tilsat til 10% saltvandssuspensionen for at inaktivere virussen. I løbet af 1935 og 1936 blev der ikke observeret nogen skadelige virkninger hos inokulerede dyr. Derefter rapporterede to ejere scrapie i deres Blackface-får, der var blevet podet med louping-ill-vaccine (batch 2) to og et halvt år tidligere. Scrapie var ikke blevet set i Blackface racen før dette. Efter undersøgelse Dr. Gordon opdagede, at 8 lam, der blev brugt til at fremstille batch 2, var født af moderfår, der var blevet udsat for scrapie; nogle af moderfårene udviklede scrapie i 1936-7. Dr. Gordon antog, at et “infektivt middel til scrapie” var til stede i lammens væv, der blev brugt til at fremstille batch 2, og at dette middel “kunne modstå en koncentration af formalin…hvilket inaktiverede virussen af louping ill; det kunne overføres ved subkutan inokulation; det havde en inkubativ periode på to år eller længere.”Et fire og et halvt års eksperiment med ‘788 får blev indledt af Animal Disease Research Association i 1938. Forskerne fandt, at 60% af normale får inokuleret intracerebralt med saltvand suspensioner af hjerne og rygmarv væv taget fra får med scrapie udviklet scrapie inden for disse fire og et halvt år. Inkubationsperioden var syv måneder og opefter. Kun 30% af fårene, der modtog en subkutan inokulation af suspensionen, udviklede scrapie på det tidspunkt, og inkubationsperioden i denne gruppe var 15 måneder og derover. Forskerne konkluderede, at det infektive middel sandsynligvis var en filtrable virus.”
- kontamineret Mycoplasma agalactiae-vaccine. I 1997 og 1998 var der et udbrud af scrapie hos får og geder i Italien, og årsagen blev tilskrevet vaccinen. “En utilsigtet infektion fra en vaccine blev foreslået som forklaring på den pludselige stigning i udbrud af scrapie i Italien i 1997 og 1998. Dette papir beskriver et nyligt udbrud af scrapie hos får og geder, der blev udsat for den samme vaccine. Ingen moderfår eller geder var blevet importeret til besætningen siden 1992, men en vaccine mod Mycoplasma agalactiae var blevet administreret to gange i 1995 og 1997. Høje rater af rå dødelighed og scrapie-forekomst blev oplevet af begge arter, Alle fødselskohorter var involveret, og en stor del af ældre dyr blev påvirket. Der blev observeret et mønster af hjernelæsioner med små forskelle mellem får og geder, hvilket var meget lig det mønster, der blev observeret hos dyr, der tidligere var udsat for den samme vaccine, men klart forskelligt fra det, der blev observeret i hjernen hos får med scrapie i en flok, der ikke var udsat for vaccinen. Uanset deres eksponeringsstatus viste genotypeanalyse af fårene kun tilstedeværelsen af polymorfisme ved codon 171. Mønstrene for både forekomst og hjernelæsioner giver bevis for, at scrapie-epidemien skyldtes brugen af vaccinen.””En utilsigtet intra-og interspecies overførsel af scrapie fandt sted i Italien i 1997 og 1998 efter eksponering for en vaccine mod Mycoplasma agalactiae. PrP (Sc) hos berørte får og geder, indsamlet fra en enkelt flok udsat for vaccination 2 år tidligere, blev molekylært skrevet. I fem dyr med iatrogen scrapie blev der fundet en PrP(Sc) type med et 20 kDa kernefragment i alle områder af hjernen undersøgt. Hos tre får og en ged forekom denne isoform sammen med en fuldt glykosyleret isoform, der havde en proteasebestandig rygrad på 17 kDa, hvorimod i to får og fire geder blev de to PrP(Sc) typer påvist i forskellige regioner i hjernen. Hos får med naturmarkscrapie blev der fundet en PrP(Sc) type med fysisk-kemiske egenskaber, der ikke kunne skelnes fra 20 kDa-isoformen. De nuværende resultater antyder co-tilstedeværelse af to prionstammer i brystkirtel og hjernehomogenater anvendt til vaccination.”
eksponering gennem forurenet jordredit
indtagelse af jord af græssende får er blevet målt i to jordtyper, ved to belægningshastigheder og over to græssesæsoner. Dyr indtog op til 400 g jord pr.kg kropsvægt mellem maj og November. Nedbør og strømpe opstod som faktorer, der påvirker indtagelse. Virkningen af jordtype og vegetationstype var mindre tydelig.
gennemsnitsvægten af et voksen får er omkring 250 pund. Hvis et voksen får spiste 400 g/kg jord som forudsagt af D. McGrath et al., så ville det gennemsnitlige får indtage omkring 45.000 g over seks måneder eller 251 g om dagen. Hvis man antager, at jorden var forurenet med prioner (PrPSC) fra afføring eller fødselsvæsker, ville fårene potentielt blive inficeret. Koncentrationen af prionerne i jorden er usikker, og koncentrationen er ikke direkte proportional med infektivitet. Faktorer, der påvirker prioninfektiviteten i jorden, har vist sig at omfatte længden af tid i jorden og Jordens bindingsevne.
for en detaljeret risikovurdering af scrapie-forurenet jord var det af stor betydning at analysere, om den påviselige PrPSc i jordekstrakterne stadig udviste oral infektivitet efter inkubationstider op til 29 måneder. Et bioassay med syriske hamstere blev udført ved at fodre dyrene med forurenet jord eller vandige jordekstrakter, der var blevet opsamlet efter jordinkubation i henholdsvis 26 og 29 måneder. Hamstere fodret med forurenet jord udviste deres første scrapie-associerede symptomer efter to uger til seks måneder (95% CI) efter den første fodring. Hamstere nåede den terminale fase af scrapie efter fem til 21 måneder (95% CI) efter den første fodring. Dette indikerede betydelige mængder vedvarende infektivitet i jord, der var blevet inkuberet i 26 og 29 måneder. I Island i 1978 blev der implementeret et program for at udrydde scrapie, og berørte flokke blev aflivet, lokaler blev desinficeret, og fårehuse blev brændt; efter to til tre år blev lokalerne genopfyldt med lam fra scrapiefrie områder. Mellem 1978 og 2004 gentog scrapie sig på 33 gårde. Ni gentagelser forekom 14-21 år efter nedslagtning som følge af vedvarende miljøforurening med PrPSc.
bindingsevnen hos forskellige jordtyper har vist sig at forbedre sygdomspenetrans i en population. Jord indeholdende det almindelige lermineral montmorillonit (Mte) og kaolinit (Kte) binder mere effektivt med prionerne end jord indeholdende kvarts. Forbedret overførbarhed af jordbundne prioner kan forklare scrapies miljømæssige spredning på trods af lave niveauer, der er kastet ud i miljøet. Den mekanisme, hvormed Mte eller andre jordkomponenter forbedrer overførbarheden af partikelbundne prioner, skal stadig afklares. Prionbinding til Mte eller andre jordkomponenter kan delvis beskytte PrPSC mod denaturering eller proteolyse i fordøjelseskanalen, hvilket gør det muligt at optage mere sygdomsmiddel fra tarmen. Adsorption af prpsc-jord kan ændre proteinets aggregeringstilstand og skifte størrelsesfordelingen mod mere infektiøse prionproteinpartikler og derved øge de infektiøse enheder. For at prionsygdom kan overføres via indtagelse af prionforurenet jord, skal prioner også forblive infektiøse ved oral eksponering. Forskere ved universitetet undersøgte den orale infektivitet af mte-bundne og jordbundne prioner. Virkningerne af prionkilde (via inficeret hjernehomogenat og oprenset PrPSc) og dosis på penetrans (andel af dyr, der til sidst udviste kliniske tegn på scrapie) og inkubationsperiode (tid til indtræden af kliniske symptomer) blev evalueret. Cirka 38% af dyrene, der fik oralt 200 ng ubundet, afklaret PrPSc afledt af jord, udviste kliniske symptomer med en inkubationsperiode for inficerede dyr på 203 til 633 dage. Alle dyr oralt doseret med en tilsvarende mængde mte-bundet PrPSc manifesterede sygdomssymptomer i 195 til 637 dage. I modsætning hertil forblev dyr, der oralt modtog mte-jord alene eller en tiendedel så meget ubundet afklaret PrPSc (20 ng) asymptomatisk i løbet af eksperimentet. Disse data viste, at mte-bundne prioner forbliver infektiøse via den orale eksponeringsvej, og at bindemidlet mte øger sygdomspenetrans, hvilket øger effektiviteten af oral transmission.
eksponering gennem forurenede hømider
“med scrapie, den arketypiske TSE, som er en naturlig sygdom hos får og geder, kan sygdommen pludselig forekomme i en flokk i fravær af nogen kendt eksponering for inficerede flokke (Palsson, 1979). Endelig blev marker på Island, der blev efterladt tomme i op til 3 år efter ødelæggelsen af scrapie-inficerede flokke, genbefolket med kendte scrapie-frie får, og nogle af fårene i sidstnævnte gruppe udviklede efterfølgende scrapie (Palsson, 1979). Dette sidste ‘eksperiment i naturen’ har givet lignende resultater flere gange i Island og i Det Forenede Kongerige. På en islandsk gård er flokke blevet udryddet tre gange; hver gang blev gården efterladt uden får i 2 år, og efter udsætning med får fra scrapiefrie områder dukkede sygdommen op igen. For flere år siden blev der fremsat et forslag (s Sigurdarson, personlig kommunikation) om, at hømider ville være en god kandidat som vektor for scrapie; dette førte til infektion af mus med mideprøver fremstillet af hø opnået fra fem Islandske gårde. Ti af disse 71 mus blev syge efter injektion med midepræparater fra tre af de fem gårde (
Transmissionssammendragredit
prioner (PrPSc) udgydes fra får og geder i fødselsvæsker, afføring og andre ekskrementer. Koncentrationen af prionerne er usikker, men er ikke direkte proportional med infektivitet. Får indtager en betydelig mængde jord, så jord repræsenterer et plausibelt miljøreservoir af scrapie-prioner, som kan fortsætte i miljøet i årevis. Prionernes levetid og fastgørelsen af jordpartikler påvirker sandsynligvis prionernes Persistens og infektivitet i miljøet.
effektive metoder til inaktivering af prioner i jorden mangler i øjeblikket, og virkningerne af naturlige nedbrydningsmekanismer på prioninfektivitet er stort set ukendte. En bedre forståelse af de processer, der påvirker prions mobilitet, Persistens og biotilgængelighed i jord, er nødvendig for forvaltningen af prionforurenede miljøer. Et system til estimering af jordens prionbindingskapacitet på bedrifter ved hjælp af simpel jordanalyse kan muliggøre et skøn over prionrisikoen i miljøet, og om ændring af prionbinding ved brug af jordændringer kan bidrage til at afbøde de infektiøse prioner. Lichens, specifikt, Parmelia sulcata, Cladonia rangiferina og Lobaria pulmonaria, kan have potentiale til at reducere antallet af prioner, fordi nogle lavarter indeholder proteaser, der viser løfte om at nedbryde prionen. Yderligere arbejde med at klone og karakterisere proteaserne, vurdere deres virkninger på prioninfektivitet og bestemme, hvilken komponentorganisme eller organismer, der er til stede i lav, der producerer eller påvirker proteaseaktiviteten, er berettiget og er i øjeblikket under undersøgelse.