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传入和重组是造成近来HP-PRRSV在中国出现的原因

作者:朱秀高(译)来源:武汉回盛生物科技有限公司时间:2016-02-17 16:34点击:

  原文出处:ZHAO K, YE C, CHANG X-B, et al. Importation and Recombination Are Responsible for the Latest Emergence of Highly Pathogenic Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus in China [J]. Journal of Virology, 2015, 89(20): 10712-10716.

  译者按:如杨汉春教授所言PRRSV已经成为目前养猪业特别是中国养猪业的第一大病,由于该病毒与生俱来的基因特征,造就了该病毒的多变性,这一特性就如禽流感之对于养禽业。因此了解PRRSV的流行趋势非常重要,近年来关于PRRSV的变异问题专家们做了大量深入研究,其中有关NADC30-like的流行应是养猪业同仁们要重点注意的一个情况。众所周知,PRRSV的交叉保护力不甚理想,故变异病毒的大规模流行将对养猪业造成巨大的灾难性后果。所以面对潜在的危险,我们需要提前行动来保护饱受磨难的养猪业和兢兢业业的养猪人。

  PRRS感染能够导致仔猪呼吸困难和母猪繁殖失败,自1987年在美国首次发现后,该病对全球养猪业造成了巨大经济损失。在中国,HP-PRRSV从2006年首次爆发后,已经成为主要流行毒株,造成约超过100万头猪死亡。对这一病毒的回顾性研究发现,它是由90年代从美国传入的低致病力PRRSV变异而来,CH-1a是最早代表毒株。在这次爆发后,人们用严格的生物安全措施和针对性免疫方法以限制HP-PRRS在中国的传播。

  然而,尽管采取了各种措施,HP-PRRSV还是在中国出现了多次流行。其中一次爆发是由于两株HP-PRRSV流行毒株间出现了基因交换。最近一次(2013-2014年)可能还处于早期阶段的爆发,已经在中国的几个省出现。发病猪表现为高热、咳嗽、厌食、皮肤变红和耳朵变蓝,它们同样有多脏器的病变损伤,表现为肺脏融合实变、淋巴结肿大出血。由于这是新的HP-PRRSV,所以造成的发病率和死亡率很高,一个吉林猪场的发病率为100%、死亡率为76.6%(230/300)。

  我们对分离自吉林和黑龙江发病猪场的两个毒株JL580和HLJ58进行ORF5基因序列分析。采用PhyML 3.0软件构建的系统进化树显示,这两个病毒与位于8分支的中国经典HP-PRRSV有一定距离(见图1A),它处于1分支,这一分支起源自加拿大,目前在美国和加拿大都有流行。此外,这两个病毒还与分支的代表毒株NADC30高度相关,NADC30是2008年分离自美国的中等毒力毒株。进一步研究中,围绕这一新型HP-PRRSV多样性系统进化拓扑学研究发现,通过高分辨率对比,病毒从加拿大到美国再到中国的传播链处于一个非常近的时间范围内。这一结果提示我们,本次PRRSV的传播范围非常大。在中国境内,新型HP-PRRSV不仅对吉林和黑龙江造成了影响,还在中国中部和南部引起了发病,这些分离株包括HENAN-XINX(KF416327-KF416329)、HENAN-HEB(KF416334)、HENAN-JIAOZ(KF416333)和FJ1405(KM453701)。病毒JL580的全基因序列和HLJ58的ORF5基因序列已经通过Sanger测序法获得。

  病毒JL580通过Marc-145细胞培养获得,并利用针对PRRSV N蛋白的单克隆抗体通过免疫荧光方法进行鉴定。序列分析发现,病毒在nsp2处存在3个不连续的缺失部位(总共缺失了131个氨基酸),这与NADC30和MN184相同,而与中国经典HP-PRRSV不同(见图1C)。这一缺失特征可以作为分子标记,将JL580-like病毒和中国的其他2型PRRSV进行区分。更为重要的是,在ORF5区域JL580要更接近于相比中国经典HP-PRRSV毒力较弱的NADC30(见图1D)。

  为了测定病毒的重组特征,我们利用SimPlot 3.5.1软件进行相似性对比。分析结果显示JL580是NADC30-like病毒和中国经典HP-PRRSV重组后的毒株(见图2A)。在这张相似性图上我们确认了6个重组断点:2个位于nsp2(nt 3446和4549)、其他位于nsp3(nt5225)、nsp7(nt7244)、ORF2a(nt12572)和ORF4(nt13684)区域。这些断点将整个基因组分成7个区域,4个与NADC30代表的北美毒株相近(见图2B),3个与中国经典HP-PRRSV相近(见图2C)。这提示我们,该病毒从美国进入中国后,通过与中国经典HP-PRRSV的重组获得了更多的基因多样性。此外,另外两株病毒HENAN-XINX和HENAN-HEB同样可能是重组病毒,不过它们的重组方式与JL580不同,由于这两个序列不是本研究中要讨论的内容,所以它们的重组特征没有提及。

  为了测定JL580的致病性,我们将14头6周龄的PRRSV阴性猪随机分为3组,并分别饲养于生物安全房内。组A 5头猪通过肌肉和鼻内两种方式分别接种1ml和2ml JL580-F2细胞培养液;组B 5头猪按照每头猪3*104.0病毒拷贝量的标准接种组织研磨物的上清液;组C 4头猪分别模拟接种感染3ml安慰剂。接种后每天观察猪的行为表现,分别在接种后0、3、7、10和14天采集每头猪的血液样品。观察发现,组A和B的猪在感染后3天就出现了发热,并表现出了明显的临床症状,如咳嗽、厌食、皮肤和耳朵的发红等。组A和B的猪分别在感染后7-10天和10-14天死亡(见图3B)。所有在感染后3、7和10天采集到的感染猪血液均呈PRRSV检测阳性,并从组A和B的猪血液中分离到了PRRSV,ORF5分析显示与原感染病毒的序列相同。对照组猪在整个实验期内仍保持PRRSV阴性,也没有发现明显的临床症状。解剖显示感染猪的肺呈实变样(见图4C),组织病理学变化表明出现了间质性肺炎(见图4E)。实验表明,JL580的致病性要高于NADC30和CH-1a,与中国经典HP-PRRSV相似。从2006年开始出现的经典HP-PRRSV的致病性极高,实验显示仔猪静脉接种后可在6-8天内死亡,鼻内接种可在10天死亡。其他重组类型不同分离株的致病性目前还没有测定。值得注意的是仔猪感染F2代培养物后的死亡时间要稍快于病毒原代感染。这可能与接种的剂量不同有关,组A猪接种的病毒数量3*104.0TCID50高于组B接种的3*104.0病毒拷贝量。

  我们研究并揭示了从美国引入病毒NADC30-like的特征、在中国的流行以及它与中国经典HP-PRRSV的重组情况。该病毒拥有的高致病性以及复杂的基因背景,使得它很难用现有方法进行控制。因此我们建议应该改进对PRRS的相关免疫和监测等措施,以防止该病出现更大范围的流行。

责任编辑:王妍琪  

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