Efectividad de la vacunación en el control de la piscirickettsiosis en los salmones de cultivo en los sistemas de acuicultura comercial en Chile

En 2017, la piscirickettsiosis (SRS) dio cuenta de aproximadamente 70% de la mortalidad en el salmón del Atlántico de cultivo atribuida a causas infecciosas(Servicio Nacional de Pesca y Acuicultura, 2018). El tratamiento contra SRS dio cuenta de casi el 95% de los fármacos antimicrobianos usados en la industria acuícola chilena (Servicio Nacional de Pesca y Acuicultura, 2017). Es un problema importante relacionado con una enfermedad que hoy en día el gobierno chileno y la industria salmonera están abordando a través del Programa Para la Gestión Sanitaria en la Acuicultura (PGSA).

La vacunación es un elemento importante de la prevención y el control de muchas enfermedades bacterianas y virales. Aunque hay muchas vacunas contra SRS disponibles, la evidencia de la efectividad de las vacunas contra SRS en condiciones de terreno en Chile es muy limitada y hay un consenso general entre los gerentes de sanidad de peces de que la protección a largo plazo de la vacunación es limitada.

Este estudio es el tercero de una serie de estudios epidemiológicos para examinar los factores de riesgo de SRS y evaluar la efectividad de las intervenciones para controlar la enfermedad. Apunta a evaluar la efectividad de las estrategias de vacunación para controlar SRS en los salmones de cultivo en Chile. En el contexto de este estudio, la efectividad de las vacunas se definió como la habilidad de una vacuna para evitar los resultados de interés en condiciones de terreno del “mundo real”. Los objetivos específicos de este estudio fueron 1) cuantificar la efectividad de diferentes estrategias de vacunación en la prevención de mortalidad atribuible a SRS y 2) entregar percepciones y recomendaciones para apoyar las decisiones de manejo sobre el uso de vacunas para el control de SRS.

Métodos

Este estudio se basó en el análisis de la salud de los peces y de datos de manejo generados por empresas salmoneras que operan en el sur de Chile durante el período entre 2004 y 2018. Al momento del análisis, 9 de 19 empresas eran participantes voluntarias de un programa de investigación que incluyó la integración de datos sanitarios y de manejo en una base de datos segura conocida como PIISAC (la Plataforma Integrada de Investigación Sanitaria para la Acuicultura Chilena). La base de datos PIISAC contiene datos detallados sobre las vacunaciones, mortalidad y una variedad de posibles factores de riesgo para SRS.

La población del estudio cubrió a todos los centros de agua marina y los ciclos de producción a nivel de jaula en los datos entregados por empresas que participan en el programa de investigación. La unidad de análisis fue el ciclo de producción a nivel de jaula y hubo registros completos y válidos disponibles desde 5 446 ciclos de producción a nivel de jaula desde 248 centros manejados por 7 empresas.

La vacunación como una “exposición” es altamente completa: hay muchas vacunas contra SRS registradas en Chile y se han administrado en diferentes combinaciones, secuencias, dosis, vías de administración y momentos durante las fases en agua dulce y en agua marina del ciclo de producción. Para estudiar los efectos de la vacunación en agua dulce y en agua marina contra SRS, nos enfocamos en el régimen de vacunación, definido como la combinación de los tipos de vacunas usadas, independiente de la cantidad general de eventos de vacunación, la secuencia o el tiempo relativo al comienzo de la fase de agua marina de la producción. También miramos el efecto de la cantidad total de las vacunaciones contra SRS usadas en las fases de agua dulce y de agua marina de la producción.

Usamos dos medidas de resultados para estimar la efectividad de la vacunación sobre la mortalidad atribuida a SRS. Primero, usamos la tasa de mortalidad atribuida a SRS a lo largo de un ciclo de producción completo. Esta es una medida económicamente relevante que refleja la frecuencia y la severidad de los brotes de SRS a lo largo del ciclo. En segundo lugar, evaluamos el efecto de la vacunación en el tiempo (unidades térmicas acumuladas) desde la siembra hasta el primer brote de SRS.

Consistente con los principios de un enfoque de teoría de la información sobre las inferencias desde los datos y modelos estadísticos, identificamos (a priori) una serie de hipótesis biológicamente plausibles acerca de la asociación entre la vacunación y la mortalidad atribuida a SRS. Estas hipótesis se basaron en la literatura publicada, consultas con personal de la industria acuícola y otros expertos, y en estudios recientes realizados por Ausvet bajo el PGSA.

El análisis estadístico incluyó un componente descriptivo y un modelamiento multivariable. Se desarrollaron modelos de efectos mixtos lineales generalizados para obtener estimaciones de los coeficientes de tasa de mortalidad por SRS en grupos definidos por régimen de vacunación. Se desarrollaron modelos de riesgo proporcional de Cox para analizar el tiempo hasta el primer brote de SRS. Se desarrollaron modelos para cada una de las hipótesis a priori y se categorizaron en base a sus ponderaciones de Akaike. Se obtuvieron estimaciones de efecto (coeficientes de tasa y coeficientes de riesgo) después del promedio de modelo de todos los modelos soportados. Todos los análisis estadísticos se implementaron en el ambiente del software estadístico R.

Hallazgos clave del estudio

Salmón del Atlántico

  • La vacuna pentavalente (con o sin vacuna viva) y la vacuna bacteriana trivalente fueron más efectivas en la reducción de la tasa de mortalidad por SRS de todo el ciclo que la vacuna subunitaria trivalente y la vacuna tetravalente.
  • La vacuna inyectable pentavalente (con o sin vacuna viva) fue más efectiva en el retraso del tiempo hasta el primer brote que algunos de los otros regímenes de vacunación.
  • La vacunación en agua de mar no tuvo un efecto estadísticamente significativo sobre la mortalidad o el tiempo hasta el primer brote.

Trucha arcoíris

  • La vacuna bacteriana bivalente (con o sin vacuna viva) parece ser la vacuna más efectiva para la protección a corto y a largo plazo.
  • La vacuna subunitaria bivalente fue igualmente efectiva en retrasar el tiempo al primer brote, pero menos efectiva en la reducción de la tasa de mortalidad por SRS del ciclo completo.

Salmón Coho

  • No fue posible identificar ningún régimen de vacunación en agua dulce que tuviera un mejor desempeño que otro.
  • La vacunación en agua marina no tuvo un efecto significativo.

Generalidades

  • La selección de régimen de vacunación puede tener un impacto importante sobre la mortalidad por SRS. Por ejemplo, en el salmón del Atlántico, el mejor régimen de vacunación está asociado a una reducción de 60% en la tasa de mortalidad, comparada con el régimen de referencia, mientras que el peor puede aumentar la tasa de mortalidad tres o siete veces.
  • No hubo evidencia de que la combinación de vacuna viva con una bacteriana mejorara la protección, comparado con la vacuna bacteriana sola.
  • Las vacunas subunitarias parecen ser menos efectivas que las vacunas bacterianas en la reducción de la mortalidad general.
  • No hay evidencia de que las vacunas de alta valencia sean menos efectivas (por ej., debido a una competencia antigénica)
  • No se encontró que las vacunas de “refuerzo” en el agua marina tuvieran ningún efecto significativo sobre la mortalidad o el tiempo al primer brote.
  • El régimen de vacunación usado parece ser más importante que la cantidad de dosis entregadas en el agua dulce.

Para mejorar el análisis

  • Aumentar la cantidad de empresas participantes en la Plataforma de investigación ayudaría a abordar problemas de datos desequilibrados, permitiendo examinar más factores.
  • Registrar el nombre comercial de cada vacuna usada, de manera rutinaria (en vez de una descripción genérica) permitiría comparar preparaciones y antígenos específicos.
  • La integración y vinculación de datos de vacunación desde otras empresas importantes de producción de salmones jóvenes en agua dulce aumentaría la potencia del análisis (2 de 9 empresas se omitieron desde el análisis debido a la falta de estos datos).

Discusión y conclusiones

La gran cantidad de datos disponibles en la Plataforma de investigación PIISAC, que incluye muchas empresas, centros, años y factores de riesgo, ha permitido una evaluación sustancialmente más compleja del efecto de la vacunación contra SRS de lo que había sido posible hasta ahora. El modelamiento multivariable, con la inclusión de numerosos factores de riesgo, ha producido percepciones acerca del efecto verdadero de la vacunación y ha producido resultados con un alto grado de validez interna.

Aunque la Plataforma de investigación PIISAC permite que se realicen estudios epidemiológicos de este tipo de manera mucho más rápida y eficiente que muchos estudios observacionales o pruebas controladas clásicos, la implementación de los análisis y la interpretación de resultados presentan algunos desafíos.

Algunos de estos desafíos se relacionan con los datos, como datos faltantes o inválidos, datos desequilibrados (consulte la sección 2.3.4) y mala clasificación de la causa de mortalidad. Otros desafíos se relacionan con elecciones sobre el diseño del estudio y la implementación de análisis estadísticos cuando los datos son inherentemente complejos. Quizás lo que es más importante, hay desafíos en la identificación de asociaciones reales e importantes, biológica y económicamente, y patrones de la enfermedad entre las variaciones que ocurren en un sistema biológico complejo y dinámico: puede ser difícil detectar “señales” claras desde datos relativamente “ruidosos”.

Estos desafíos, y las formas en que se pueden abordar, se describen en las secciones 4.2 y 5 de este informe. Aunque la complejidad en el sistema biológico se mantendrá, puede ser posible mejorar la potencia de estudios futuros aumentando la cantidad de empresas participantes de la Plataforma de investigación PIISAC, registrando detalles (producto y fabricante) de cada vacuna usada e integrando los datos de la producción en agua dulce con los datos de producción en agua marina.

Estos desafíos no reducen la validez o la utilidad de los resultados de este estudio. Sin embargo, resaltan el hecho de que la ocurrencia de SRS se ve influenciada por múltiples factores, algunos de los cuales aún no se han identificado. Nuestros análisis sugieren que algunos regímenes de vacunación funcionan sustancialmente mejor que otros en algunas especies, pero mucha de la variación de SRS no se explica por diferencias en el estado de vacunación. La selección de los regímenes de vacunación con mejor desempeño debería, en general, mejorar el control de SRS, pero otros factores seguirán causando una variabilidad sustancial en la ocurrencia de SRS. Dada la importancia económica de SRS en la industria acuícola salmonera chilena, definitivamente valdría la pena tener investigaciones en mayor profundidad sobre los factores de riesgo y las intervenciones.