Highly pathogenic (HP) avian influenza viruses (AIVs) are naturally restricted to H5 and H7 subtypes with a polybasic cleavage site (CS) in hemagglutinin (HA) and any AIV with an intravenous pathogenicity index (IVPI) ≥ 1.2. Although only a few non-H5/H7 viruses fulfill the criteria of HPAIV; it remains unclear why these viruses did not spread in domestic birds. In 2012, a unique H4N2 virus with a polybasic CS 322PEKRRTR/G329 was isolated from quails in California which, however, was avirulent in chickens. This is the only known non-H5/H7 virus with four basic amino acids in the HACS. Here, we investigated the virulence of this virus in chickens after expansion of the polybasic CS by substitution of T327R (322PEKRRRR/G329) or T327K (322PEKRRKR/G329) with or without reassortment with HPAIV H5N1 and H7N7. The impact of single mutations or reassortment on virus fitness in vitro and in vivo was studied. Efficient cell culture replication of T327R/K carrying H4N2 viruses increased by treatment with trypsin, particularly in MDCK cells, and reassortment with HPAIV H5N1. Replication, virus excretion and bird-to-bird transmission of H4N2 was remarkably compromised by the CS mutations, but restored after reassortment with HPAIV H5N1, although not with HPAIV H7N7. Viruses carrying the H4-HA with or without R327 or K327 mutations and the other seven gene segments from HPAIV H5N1 exhibited high virulence and efficient transmission in chickens. Together, increasing the number of basic amino acids in the H4N2 HACS was detrimental for viral fitness particularly in vivo but compensated by reassortment with HPAIV H5N1. This may explain the absence of non-H5/H7 HPAIV in poultry.

Highly pathogenic (HP) avian influenza viruses (AIVs) are naturally restricted to H5 and H7 subtypes with a polybasic cleavage site (CS) in hemagglutinin (HA) and any AIV with an intravenous pathogenicity index (IVPI) 1.2. Although only a few non-H5/H7 viruses fulfill the criteria of HPAIV; it remains unclear why these viruses did not spread in domestic birds. In 2012, a unique H4N2 virus with a polybasic CS 322PEKRRTR/G329 was isolated from quails in California which, however, was avirulent in chickens. This is the only known non-H5/H7 virus with four basic amino acids in the HACS. Here, we investigated the virulence of this virus in chickens after expansion of the polybasic CS by substitution of T327R (322PEKRRRR/G329) or T327K (322PEKRRKR/G329) with or without reassortment with HPAIV H5N1 and H7N7. The impact of single mutations or reassortment on virus fitness in vitro and in vivo was studied. Ecient cell culture replication of T327R/K carrying H4N2 viruses increased by treatment with trypsin, particularly in MDCK cells, and reassortment with HPAIV H5N1. Replication, virus excretion and bird-to-bird transmission of H4N2 was remarkably compromised by the CS mutations, but restored after reassortment with HPAIV H5N1, although not with HPAIV H7N7. Viruses carrying the H4-HA with or without R327 or K327 mutations and the other seven gene segments from HPAIV H5N1 exhibited high virulence and ecient transmission in chickens. Together, increasing the number of basic amino acids in the H4N2 HACS was detrimental for viral fitness particularly in vivo but compensated by reassortment with HPAIV H5N1. This may explain the absence of non-H5/H7 HPAIV in poultry.

L’Organisation mondiale de la santé animale (OIE) est l’institution internationale responsable de la mise en place des mesures sanitaires associées aux échanges commerciaux d’animaux vivants. Le zonage est une méthode de contrôle recommandée par l’OIE pour certaines maladies infectieuses, dont l’influenza aviaire. Les éclosions d’influenza aviaire été extrêmement coûteuses pour l’industrie avicole partout dans le monde. Afin d’évaluer la possibilité d’user de cette approche en Ontario, les données sur les sites de production avicole ont été fournies par les fédérations d’éleveurs de volailles ce cette province. L’information portant sur les industries associées à la production avicole, soit les meuneries, les abattoirs, les couvoirs, et les usines de classification d’œufs, a été obtenue par l’entremise de plusieurs sources, dont des représentants de l’industrie avicole. Des diagrammes de flux a été crée afin de comprendre les interactions entre les sites de production et les industries associées à ceux-ci. Ces industries constituaient les éléments de bas nécessaires au zonage. Cette analyse a permis de créer une base de données portant sur intrants et extrants de production pour chaque site d’élevage avicole, ainsi que pour les sites de production des industries associées à l’aviculture. À l’aide du logiciel ArcGIS, cette information a été fusionnée à des données géospatiales de Statistique Canada de l’Ontario et du Québec. La base de données résultante a permis de réaliser les essais de zonage. Soixante-douze essais ont été réalisés. Quatre ont été retenus car celles minimisaient de façon similaire les pertes de production de l’industrie. Ces essais montrent que la méthode utilisée pour l’étude du zonage peut démontrer les déficits et les surplus de production de l’industrie avicole commerciale en Ontario. Ceux-ci pourront servir de point de départ lors des discussions des intervenants de l’industrie avicole, étant donné que la coopération et la communication sont essentielles au succès du zonage. / The World Organisation for Animal Health (OIE) is the international reference body for international trade standards for live animals. Zoning is a method of controlling certain infectious diseases, including avian influenza, recommended by the OIE for use when appropriate. Avian influenza outbreaks have been extremely costly to the poultry industry throughout the world. In order to assess whether this approach was possible in Ontario, data on poultry industry production sites were provided by the Ontario poultry marketing boards. Zone borders were formed based on two criteria. The first criterion was the supply of essential products and services such that within-zone commercial poultry production could be maintained. The second was the contiguity of the zone’s territory. Four associated industries were identified which provide essential products and services: feed mills, abattoirs, hatcheries, and egg grading stations. A product flow analysis was completed to understand the direction of product movements between the poultry production sites and the sites of the four associated industries. This analysis was used to create a database of input requirements and output production capacity from each type of poultry production site. Using ArcGIS, this information was merged with geospatial data from Statistics Canada on Ontario and Quebec to create the database used for zoning scenarios. Seventy-two scenarios were completed; of these, four were chosen which minimized production loss over the whole industry. These scenarios demonstrate that the method used for the zoning study can identify the production deficits and surpluses of the commercial poultry industry in Ontario. These scenarios can serve as a starting point for discussion among industry stakeholders, as cooperation and communication are essential to the success of zoning.

L’Organisation mondiale de la santé animale (OIE) est l’institution internationale responsable de la mise en place des mesures sanitaires associées aux échanges commerciaux d’animaux vivants. Le zonage est une méthode de contrôle recommandée par l’OIE pour certaines maladies infectieuses, dont l’influenza aviaire. Les éclosions d’influenza aviaire été extrêmement coûteuses pour l’industrie avicole partout dans le monde. Afin d’évaluer la possibilité d’user de cette approche en Ontario, les données sur les sites de production avicole ont été fournies par les fédérations d’éleveurs de volailles ce cette province. L’information portant sur les industries associées à la production avicole, soit les meuneries, les abattoirs, les couvoirs, et les usines de classification d’œufs, a été obtenue par l’entremise de plusieurs sources, dont des représentants de l’industrie avicole. Des diagrammes de flux a été crée afin de comprendre les interactions entre les sites de production et les industries associées à ceux-ci. Ces industries constituaient les éléments de bas nécessaires au zonage. Cette analyse a permis de créer une base de données portant sur intrants et extrants de production pour chaque site d’élevage avicole, ainsi que pour les sites de production des industries associées à l’aviculture. À l’aide du logiciel ArcGIS, cette information a été fusionnée à des données géospatiales de Statistique Canada de l’Ontario et du Québec. La base de données résultante a permis de réaliser les essais de zonage. Soixante-douze essais ont été réalisés. Quatre ont été retenus car celles minimisaient de façon similaire les pertes de production de l’industrie. Ces essais montrent que la méthode utilisée pour l’étude du zonage peut démontrer les déficits et les surplus de production de l’industrie avicole commerciale en Ontario. Ceux-ci pourront servir de point de départ lors des discussions des intervenants de l’industrie avicole, étant donné que la coopération et la communication sont essentielles au succès du zonage. / The World Organisation for Animal Health (OIE) is the international reference body for international trade standards for live animals. Zoning is a method of controlling certain infectious diseases, including avian influenza, recommended by the OIE for use when appropriate. Avian influenza outbreaks have been extremely costly to the poultry industry throughout the world. In order to assess whether this approach was possible in Ontario, data on poultry industry production sites were provided by the Ontario poultry marketing boards. Zone borders were formed based on two criteria. The first criterion was the supply of essential products and services such that within-zone commercial poultry production could be maintained. The second was the contiguity of the zone’s territory. Four associated industries were identified which provide essential products and services: feed mills, abattoirs, hatcheries, and egg grading stations. A product flow analysis was completed to understand the direction of product movements between the poultry production sites and the sites of the four associated industries. This analysis was used to create a database of input requirements and output production capacity from each type of poultry production site. Using ArcGIS, this information was merged with geospatial data from Statistics Canada on Ontario and Quebec to create the database used for zoning scenarios. Seventy-two scenarios were completed; of these, four were chosen which minimized production loss over the whole industry. These scenarios demonstrate that the method used for the zoning study can identify the production deficits and surpluses of the commercial poultry industry in Ontario. These scenarios can serve as a starting point for discussion among industry stakeholders, as cooperation and communication are essential to the success of zoning.

Les travaux de recherche effectués dans le cadre de cette thèse ont été guidés par le manque d’information et une compréhension limitée des mécanismes épidémiologiques à l’origine de l’émergence et de la diffusion de la grippe aviaire hautement pathogène, souche H5N1 en Chine du Sud, aussi reconnue comme l’épicentre potentiel de l’émergence des virus influenza aviaires à caractères pandémiques. <p>Dans ce cadre, des données spatio-temporelles relatives aux foyers de la maladie ainsi que des données de surveillance virologiques (isolement du virus effectué dans le cadre du système de surveillance nationale) ont été collectées sur une période de quatre ans et analysées afin d’éxplorer les facteurs de risque relatifs à l’émergence et persistence de la maladie dans certaine zones de production du sud de la Chine. Les analyses ainsi effectuées ont permis d’identifier, à travers l’utilisation de méthodes statistiques robustes ayant fait leur preuve dans le domaine de la santé ou de l’écologie (la régression logistique classique et les arbres de regression logistique), des facteurs de risque liés à certains types de production de volailles (canards élevés en plein air, zones riches en eau et par extension associées à la riziculture) ou des facteurs associés à l’activité humaine. A travers une représentation cartographique des facteurs ainsi identifiés, des cartes de risque ont été produites permettant ainsi de visualiser d’une part les zones à haut risque de persistence de l’infection virale et d’autre part les zones vulnérables à l’apparition de foyers de la maladie, donnant aux autorités nationales la possibilité de mieux cibler leurs politiques de surveillance et de contrôle. <p>Dans un second temps, notre étude s’est portée sur les marchés à volailles traditionnels du sud de la Chine qui représentent un risque permanent de persistence, d’évolution et de diffusion des virus influenza aviaires, ainsi qu’un risque important en matière de santé publique. La dynamique de ces marchés et les liens qui les unissent ont été étudiés à travers des outils d’analyse empruntés à la sociologie tels que l’Analyse des Réseaux Sociaux (Social Network Analysis). Grace à cette approche, l’importance de l’hygiène de ces marchés et notamment du nettoyage et de la désinfection des cages dans la persistence du virus a été mise en évidence. Enfin, des enquêtes effectuées auprès des vendeurs de volailles ont permis d’identifier l’origine et la destination des animaux vendus et de reconstruire des réseaux plus ou moins intriqués de liens commerciaux qui unissent ces marchés entre eux dans trois provinces du sud de la Chine. L’analyse de ces réseaux et de leurs configurations ont permis d’identifier des marchés à plus haut risque de persistence de l’infection du fait de leur position centrale au sein de ces réseaux. De même qu’il est indispensable de cibler la surveillance et le contrôle de la maladie dans des zones écologiquement favorables à la persistence des virus influenza aviaires, cette étude révèle l’importance de certaines pratiques hygiéniques et commerciales dans la persistence de la maladie et la nécessité de cibler la surveillance et le contrôle au niveau de certains de ces marchés situés au centre d’un réseau dense et connecté, pour pouvoir in fine mieux contrôler la maladie au niveau national.<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished